JP2014126209A - Refrigeration cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷媒を循環させる冷媒流路を切替可能に構成された蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a vapor compression refrigeration cycle apparatus configured to be able to switch a refrigerant flow path for circulating a refrigerant.
従来、電気自動車やハイブリッド車等の電動車両では、二次電池等の蓄電手段に蓄えられた電力を、インバータ等を介して電動モータへ供給して車両走行用の駆動力を出力させている。これらの二次電池、インバータ、電動モータ等の電気機器は、自己発熱等によって高温化すると、作動不良を起こしたり、破損したりしてしまうことがある。そのため、電動車両には、これらの電気機器の温度を調整するための温度調整手段が必要となる。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, electric power stored in a power storage means such as a secondary battery is supplied to an electric motor via an inverter or the like to output a driving force for traveling the vehicle. When these electric devices such as secondary batteries, inverters, and electric motors are heated to high temperatures due to self-heating or the like, malfunctions may occur or the devices may be damaged. Therefore, the electric vehicle needs a temperature adjusting means for adjusting the temperature of these electric devices.
これに対して、特許文献1には、車両用空調装置において車室内へ送風される送風空気の温度を調整する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置を、二次電池の温度を調整するための温度調整手段として用いた例が開示されている。具体的には、特許文献1の冷凍サイクル装置では、並列的に接続された2つの蒸発器を備え、一方の蒸発器にて車室内へ送風される送風空気を冷却し、他方の蒸発器にて二次電池冷却用の熱媒体を冷却している。 On the other hand, Patent Document 1 discloses a vapor compression refrigeration cycle apparatus that adjusts the temperature of blown air that is blown into the passenger compartment of a vehicle air conditioner, and a temperature adjustment for adjusting the temperature of a secondary battery. An example used as a means is disclosed. Specifically, the refrigeration cycle apparatus of Patent Document 1 includes two evaporators connected in parallel, cools the air blown into the passenger compartment by one evaporator, The cooling medium for cooling the secondary battery is cooled.
さらに、特許文献1の冷凍サイクル装置は、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段を備えている。この冷媒流路切替手段は、車室内空調のみを行う単独運転モード時には、空調用の蒸発器のみへ冷媒を流入させる冷媒流路に切り替え、車室内空調と同時に二次電池の温調を行う複合運転モード時には、空調用の蒸発器および温調用の蒸発器の双方へ冷媒を流入させる冷媒流路に切り替えている。 Furthermore, the refrigeration cycle apparatus of Patent Document 1 includes a refrigerant flow path switching unit that switches a refrigerant flow path of the refrigerant circulating in the cycle. This refrigerant flow switching means switches to a refrigerant flow channel that allows the refrigerant to flow only into the air conditioning evaporator in the single operation mode in which only the vehicle interior air conditioning is performed, and the temperature of the secondary battery is controlled simultaneously with the vehicle interior air conditioning. In the operation mode, the refrigerant flow path is switched to allow the refrigerant to flow into both the air conditioning evaporator and the temperature adjusting evaporator.
ところで、冷媒流路を切替可能に構成された冷凍サイクル装置では、冷媒流路を切り替えることによってサイクルの内容積が変化してしまうので、サイクルに所望の冷凍能力を発揮させるためにサイクル内に封入しておく必要のある必要冷媒量も変化してしまう。このため、冷媒流路を切替可能に構成された一般的な冷凍サイクル装置では、必要冷媒量に対して余剰となる余剰冷媒を蓄えるアキュムレータを設け、冷媒流路を切り替えた際の必要冷媒量の変動量を吸収している。 By the way, in the refrigeration cycle apparatus configured to be able to switch the refrigerant flow path, the internal volume of the cycle changes by switching the refrigerant flow path, so that it is enclosed in the cycle in order to exhibit the desired refrigeration capacity in the cycle The necessary amount of refrigerant that needs to be changed also changes. For this reason, in a general refrigeration cycle apparatus configured to be able to switch the refrigerant flow path, an accumulator that stores surplus refrigerant that is excessive with respect to the required refrigerant quantity is provided, and the required refrigerant quantity when the refrigerant flow path is switched is set. Absorbs fluctuations.
ところが、特許文献1の冷凍サイクル装置では、単独運転モードの冷媒流路におけるサイクルの内容積と複合運転モードの冷媒流路におけるサイクルの内容積が大きく異なるため、単独運転モードにおける必要冷媒量と複合運転モードにおける必要冷媒量との差(変動量)も大きくなりやすい。 However, in the refrigeration cycle apparatus of Patent Document 1, the internal volume of the cycle in the refrigerant flow path in the single operation mode and the internal volume of the cycle in the refrigerant flow path in the combined operation mode are greatly different. The difference (variation amount) from the required refrigerant amount in the operation mode is also likely to increase.
その理由は、一般的な車両用空調装置に適用される冷凍サイクル装置では、圧縮機等のサイクル構成機器が車両前方のボンネット内に配置され、空調用の蒸発器が車室内の前方に配置され、さらに、二次電池が車室内のリアシートやラゲージルーム(トランクルーム)の下方側(車両底面側)に配置されることから温調用の蒸発器が車両後方側に配置されるからである。 The reason is that in a refrigeration cycle apparatus applied to a general vehicle air conditioner, a cycle component device such as a compressor is disposed in a hood in front of the vehicle, and an air conditioning evaporator is disposed in front of the vehicle interior. Furthermore, because the secondary battery is disposed on the rear side of the vehicle interior and the lower side (vehicle bottom side) of the luggage room (trunk room), the temperature adjustment evaporator is disposed on the vehicle rear side.
つまり、特許文献1の冷凍サイクル装置では、冷媒流路を切り替えた際のサイクルの内容積の変動量として、ボンネット内に配置されたサイクル構成機器と車両後方側に配置された温調用の蒸発器とを接続するための冷媒配管の内容積に相当する大きな容積の変動が生じ得る。このため、冷媒流路を切り替えた際の必要冷媒量の変動量が大きくなりやすい。 That is, in the refrigeration cycle apparatus of Patent Document 1, as the amount of change in the internal volume of the cycle when the refrigerant flow path is switched, the cycle constituent device arranged in the hood and the temperature adjusting evaporator arranged on the vehicle rear side A large volume fluctuation corresponding to the internal volume of the refrigerant pipe for connecting the two can occur. For this reason, the amount of change in the required refrigerant amount when the refrigerant flow path is switched tends to increase.
このように冷媒流路を切り替えた際の必要冷媒量の変動量が大きくなってしまうと、この変動量を吸収するためにアキュムレータの内容積を大きくしなければならないので、アキュムレータの体格を大型化させてしまう原因となる。延いては、冷凍サイクル装置全体としての大型化を招く原因となる。 If the amount of change in the required amount of refrigerant when the refrigerant flow path is changed in this way, the internal volume of the accumulator must be increased in order to absorb this amount of change, thus increasing the size of the accumulator. It causes you to let me. As a result, the refrigeration cycle apparatus as a whole is increased in size.
上記点に鑑み、冷媒流路を切替可能に構成された冷凍サイクル装置において、冷媒を蓄えるアキュムレータの大型化を抑制することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to suppress an increase in the size of an accumulator that stores refrigerant in a refrigeration cycle apparatus configured to be able to switch refrigerant flow paths.
本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項1に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器(17)と、室外熱交換器(17)から流出した冷媒を減圧させる下流側減圧手段(19)と、下流側減圧手段(19)にて減圧された冷媒と第1温度調整対象物とを熱交換させる冷却用熱交換器(20)と、冷媒の気液を分離し、分離された気相冷媒を圧縮機(11)の吸入側へ流出させるとともに、分離された液相冷媒を蓄えるアキュムレータ(24)と、圧縮機(11)にて昇圧された高圧冷媒の流れを分岐する分岐部(13a、13d)と、分岐部(13a、13d)にて分岐された冷媒と第2温度調整対象物とを熱交換させる補助熱交換器(22)と、分岐部(13a、13d)にて分岐された冷媒を補助熱交換器(22)の入口側へ導く流入側配管(23)と、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段(14a、14b、15a、15b、19、21)とを備え、
冷媒流路切替手段(14a…21)は、流入側配管を開閉する開閉手段(21)を含んで構成されており、開閉手段(21)が流入側配管(23)を閉じることによって補助熱交換器(22)への冷媒の流入を禁止して第1温度調整対象物の温度調整を行う単独運転モードの冷媒流路と開閉手段(21)が流入側配管(23)を開くことによって補助熱交換器(22)へ冷媒を流入させて第1、第2温度調整対象物の双方の温度調整を行う複合運転モードの冷媒流路とを切替可能に構成され、
単独運転モードとして、冷却用熱交換器(20)にて第1温度調整対象物を冷却する単独冷却モードが設けられており、
さらに、冷媒流路切替手段(14a…21)は、単独冷却モード時に、圧縮機(11)→室外熱交換器(17)→分岐部(13d)→下流側減圧手段(19)→冷却用熱交換器(20)→アキュムレータ(24)の順に冷媒を循環させる冷媒流路に切り替え、開閉手段(21)は、流入側配管(23)のうち分岐部(13a、13d)よりも補助熱交換器(22)の入口側に近い位置に配置されている冷凍サイクル装置を特徴とする。
The present invention has been devised to achieve the above object. In the invention described in claim 1, the compressor (11) that compresses and discharges the refrigerant, and the outdoor that exchanges heat between the refrigerant and the outside air. The heat exchanger (17), the downstream pressure reducing means (19) for reducing the pressure of the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger (17), the refrigerant decompressed by the downstream pressure reducing means (19), and the first temperature adjustment target A heat exchanger for cooling (20) for exchanging heat with an object, and separating the gas-liquid refrigerant, causing the separated gas-phase refrigerant to flow out to the suction side of the compressor (11), and the separated liquid-phase refrigerant An accumulator (24) that stores the refrigerant, a branch section (13a, 13d) that branches the flow of the high-pressure refrigerant that has been pressurized by the compressor (11), a refrigerant that is branched by the branch section (13a, 13d), and a second Auxiliary heat exchanger (22) for exchanging heat with the temperature adjustment object and branching (13a, 13d) An inflow side pipe (23) for guiding the refrigerant branched to the inlet side of the auxiliary heat exchanger (22), and a refrigerant flow path switching means (14a) for switching the refrigerant flow path of the refrigerant circulating in the
The refrigerant flow switching means (14a... 21) includes an opening / closing means (21) for opening and closing the inflow side pipe, and the opening / closing means (21) closes the inflow side pipe (23) to perform auxiliary heat exchange. The refrigerant flow and open / close means (21) in the single operation mode for adjusting the temperature of the first temperature adjustment object by prohibiting the flow of the refrigerant into the vessel (22) open the inflow side pipe (23), thereby assisting heat. The refrigerant flow into the exchanger (22) is configured to be switchable between the refrigerant flow path in the combined operation mode for adjusting the temperature of both the first and second temperature adjustment objects,
As the single operation mode, a single cooling mode for cooling the first temperature adjustment object in the cooling heat exchanger (20) is provided,
Further, the refrigerant flow path switching means (14a ... 21) is, in the single cooling mode, the compressor (11)-> outdoor heat exchanger (17)-> branching section (13d)-> downstream pressure reducing means (19)-> heat for cooling. It switches to the refrigerant | coolant flow path which circulates a refrigerant | coolant in order of an exchanger (20)-> accumulator (24), and an opening-and-closing means (21) is an auxiliary heat exchanger rather than a branch part (13a, 13d) among inflow side piping (23). (22) It is characterized by the refrigeration cycle apparatus arranged at a position close to the inlet side.
ここで、単独運転モードでは、開閉手段(21)が流入側配管(23)を閉じることによって補助熱交換器(22)への冷媒の流入を禁止しているので、単独運転モード時にサイクル内に封入しておく必要のある必要冷媒量は、複合運転モード時の必要冷媒量よりも少なくなる。換言すると、単独運転モードでは、必要冷媒量に対して余剰となる余剰冷媒が発生する。 Here, in the single operation mode, the opening / closing means (21) closes the inflow side pipe (23) to inhibit the refrigerant from flowing into the auxiliary heat exchanger (22). The required refrigerant amount that needs to be sealed is smaller than the required refrigerant amount in the combined operation mode. In other words, in the single operation mode, surplus refrigerant that is surplus with respect to the required refrigerant amount is generated.
これに対して、本請求項に記載の発明によれば、単独運転モード時に、圧縮機(11)にて昇圧されて室外熱交換器(17)にて冷却された高圧液相冷媒を、流入側配管(23)のうち分岐部(13a、13d)から開閉手段(21)へ至る範囲に蓄えることができる。つまり、単独運転モードに切り替えた際に発生する余剰冷媒を、アキュムレータ(24)内だけでなく、分岐部(13a、13d)から開閉手段(21)へ至る流入側配管(23)内に蓄えることができる。 On the other hand, according to the invention described in this claim, in the single operation mode, the high-pressure liquid-phase refrigerant that has been pressurized by the compressor (11) and cooled by the outdoor heat exchanger (17) is introduced. It can be stored in a range from the branch portions (13a, 13d) to the opening / closing means (21) in the side pipe (23). That is, the surplus refrigerant generated when switching to the single operation mode is stored not only in the accumulator (24) but also in the inflow side pipe (23) from the branch portions (13a, 13d) to the opening / closing means (21). Can do.
さらに、開閉手段(21)が、流入側配管(23)のうち分岐部(13a、13d)よりも補助熱交換器(22)の入口側に近い位置に配置されているので、分岐部(13a、13d)から開閉手段(21)へ至る流入側配管(23)内の容積を、高圧液相冷媒を蓄えるために充分に拡大することができる。これにより、アキュムレータ(24)の大型化を抑制することができる。延いては、冷凍サイクル装置(10)全体としての大型化を抑制することができる。 Furthermore, since the opening / closing means (21) is disposed closer to the inlet side of the auxiliary heat exchanger (22) than the branch portions (13a, 13d) in the inflow side pipe (23), the branch portion (13a , 13d) to the opening / closing means (21), the volume in the inflow side pipe (23) can be sufficiently increased to store the high-pressure liquid refrigerant. Thereby, the enlargement of an accumulator (24) can be suppressed. As a result, the enlargement of the entire refrigeration cycle apparatus (10) can be suppressed.
さらに、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の冷凍サイクル装置において、 複合運転モード時にサイクル内に封入しておく必要のある必要冷媒量と単独運転モード時にサイクル内に封入しておく必要のある必要冷媒量との差を変動量としたときに、アキュムレータ(24)内の容積と分岐部から開閉手段(21)へ至る配管内の容積の合計値が、変動量分の冷媒が液相状態となっている時の体積よりも大きくなっていることを特徴としている。 Furthermore, in the invention according to claim 2, in the refrigeration cycle apparatus according to claim 1, the refrigerant quantity required to be sealed in the cycle in the combined operation mode and the cycle in the single operation mode. When the difference from the necessary amount of refrigerant that needs to be kept is the amount of fluctuation, the total value of the volume in the accumulator (24) and the volume in the pipe from the branching section to the opening / closing means (21) is the refrigerant for the amount of fluctuation. Is characterized in that it is larger than the volume when it is in a liquid phase state.
これによれば、アキュムレータ(24)内の容積と分岐部(13a、13d)から開閉手段(21)へ至る配管内の容積の合計値が、変動量分の冷媒が液相状態となっている時の体積よりも大きくなっているので、複合運転モードから単独運転モードへ切り替えた際に発生する余剰冷媒を、アキュムレータ(24)内および分岐部(13a、13d)から開閉手段(21)へ至る配管内に確実に蓄えることができる。 According to this, the total amount of the volume in the accumulator (24) and the volume in the pipe from the branching portions (13a, 13d) to the opening / closing means (21) is in the liquid phase state. Since it is larger than the time volume, surplus refrigerant generated when switching from the combined operation mode to the single operation mode reaches the opening / closing means (21) from the accumulator (24) and the branch portions (13a, 13d). Can be reliably stored in the piping.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
図1〜図9により、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態では、冷凍サイクル装置10を、車両走行用の駆動力を走行用の電動モータから得る電気自動車に適用している。さらに、本実施形態の電気自動車では、冷凍サイクル装置10を、車室内の空調(冷房および暖房)、並びに、走行用の電動モータへ供給される電力を蓄える蓄電手段である二次電池55の温度調整(加熱および冷却)を行うために用いている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the
つまり、本実施形態の冷凍サイクル装置10は、車室内へ送風される室内用送風空気の温度を調整する機能を果たすとともに、二次電池55に向けて送風される電池用送風空気の温度を調整する機能を果たす。換言すると、冷凍サイクル装置10は、室内用送風空気(第1温度調整対象物)および電池用送風空気(第2温度調整対象物)といった複数種類の温度調整対象物の温度調整を行うことができる。
That is, the
さらに、この冷凍サイクル装置10は、冷媒流路を切替可能に構成されており、図1〜図7に示すように、冷媒流路を切り替えることによって、室内用送風空気および電池用送風空気の温度調整を行う。
Further, the
冷凍サイクル装置10の構成機器のうち、圧縮機11は、車両前方のボンネット内に配置され、冷凍サイクル装置10において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて回転駆動する電動圧縮機として構成されている。圧縮機11の電動モータは、後述する制御装置から出力される制御信号によって、その作動(回転数)が制御される。
Among the components of the
なお、冷凍サイクル装置10では、冷媒としてHFC系冷媒(具体的には、R134a)を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、冷媒としてHFO系冷媒(具体的には、R1234yf)等を採用してもよい。さらに、この冷媒には圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
The
圧縮機11の吐出口側には、室内凝縮器12の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器12は、室内空調ユニット30において室内用送風空気の空気通路を形成するケーシング31内に配置されている。この室内凝縮器12は、圧縮機11から吐出された冷媒と後述する室内蒸発器20通過後の室内用送風空気とを熱交換させて、室内用送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。なお、室内空調ユニット30の詳細については後述する。
The refrigerant inlet side of the
室内凝縮器12の冷媒出口側には、室内凝縮器12から流出した冷媒の流れを分岐する第1分岐部13aの冷媒流入口が接続されている。第1分岐部13aは、三方継手で構成されており、3つの流入出口のうち1つを冷媒流入口とし、残りの2つを冷媒流出口としたものである。このような三方継手は、管径の異なる配管を接合して形成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けて形成してもよい。
The refrigerant outlet side of the
第1分岐部13aの一方の冷媒流出口には、第1開閉弁14aを介して、第1合流部13bの一方の冷媒流入口が接続されている。第1開閉弁14aは、第1分岐部13aから第1合流部13bへ至る冷媒流路を開閉するもので、制御装置から出力される制御電圧によって、その作動が制御される電磁弁である。また、第1分岐部13aの他方の冷媒流出口には、後述する第1三方弁15aの1つの冷媒流入出口が接続されている。
One refrigerant outlet of the
第1合流部13bは、第1分岐部13aと同様の三方継手で構成されており、3つの流入出口のうち2つを冷媒流入口とし、残りの1つを冷媒流出口としたものである。具体的には、第1合流部13bの一方の冷媒流入口には第1開閉弁14aの出口側が接続され、他方の冷媒流入口には後述する第2三方弁15bの1つの冷媒流入出口が接続され、冷媒流出口には暖房用膨張弁16を介して室外熱交換器17の入口側が接続されている。
The
従って、第1開閉弁14aは、第1分岐部13aから第1合流部13bへ至る冷媒流路を開閉することによって、室内凝縮器12の冷媒出口側と暖房用膨張弁16の入口側が接続される冷媒流路と、室内凝縮器12の冷媒出口側と暖房用膨張弁16の入口側が遮断される冷媒通路とを切り替えることができる。つまり、第1開閉弁14aは、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段を構成している。
Therefore, the first on-off
暖房用膨張弁16は、室内用送風空気を加熱して車室内の暖房を行う際等に第1合流部13bから流出して室外熱交換器17へ流入する冷媒を減圧させる上流側減圧手段である。従って、本実施形態の第1分岐部13aは、室内凝縮器12から上流側減圧手段である暖房用膨張弁16へ流れる高圧冷媒の流れを分岐する上流側分岐部を構成している。
The
また、暖房用膨張弁16は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成された電気式膨張弁であり、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。さらに、暖房用膨張弁16は、絞り開度を全開にすることで冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能付きの可変絞り機構で構成されている。
The
室外熱交換器17は、ボンネット内に配置され、その内部を流通する冷媒と送風ファン17aから送風された外気とを熱交換させるものである。より具体的には、この室外熱交換器17は、室内用送風空気を加熱して車室内の暖房を行う際等には、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、室内用送風空気を冷却して車室内の冷房を行う際等には、高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能する。送風ファン17aは、制御装置から出力される制御電圧によって稼働率、すなわち回転数(送風空気量)が制御される電動送風機である。
The
室外熱交換器17の冷媒出口側には、室外熱交換器17から流出した冷媒の流れを分岐する第2分岐部13cの冷媒流入口が接続されている。第2分岐部13cの一方の冷媒流出口には、逆止弁18を介して、第3分岐部13dの冷媒流入口が接続されている。また、第2分岐部13cの他方の冷媒流出口には、第2開閉弁14bを介して、第2合流部13eの一方の冷媒流入口が接続されている。
The refrigerant outlet side of the
逆止弁18は、第2分岐部13c側(室外熱交換器17の冷媒出口側)から第3分岐部13d側(冷房用膨張弁19の入口側あるいは後述する電池用膨張弁21の入口側)へ冷媒が流れることのみを許容するものである。第3分岐部13dの一方の冷媒流出口には、冷房用膨張弁19を介して、室内蒸発器20の冷媒入口側が接続され、他方の冷媒流出口には、第1三方弁15aの別の冷媒流入出口が接続されている。
The
冷房用膨張弁19は、暖房用膨張弁16と同様の構成の電気式膨張弁であり、室内用送風空気を冷却して車室内の冷房を行う際等に室外熱交換器17から流出して室内蒸発器20へ流入する冷媒を減圧させる下流側減圧手段である。従って、本実施形態の第3分岐部13dは、室外熱交換器17から下流側減圧手段である冷房用膨張弁19へ流れる冷媒の流れを分岐する下流側分岐部を構成している。
The cooling
さらに、冷房用膨張弁19は、弁体の絞り開度を全閉にすることで第3分岐部13dから室内蒸発器20の冷媒入口側へ至る冷媒流路を閉塞することができる全閉機能付きの可変絞り機構で構成されている。
Further, the cooling
従って、冷房用膨張弁19は、第3分岐部13dから室内蒸発器20の冷媒入口側へ至る冷媒流路を開閉することによって、第3分岐部13dと室内蒸発器20の冷媒入口側が接続される冷媒流路と、第3分岐部13dと室内蒸発器20の冷媒入口側が遮断される冷媒流路とを切り替えることができる。つまり、冷房用膨張弁19は、下流側減圧手段としての機能を果たすとともに、冷媒流路切替手段としての機能を兼ね備えている。
Therefore, the cooling
室内蒸発器20は、室内空調ユニット30のケーシング31内の室内凝縮器12よりも空気流れ上流側に配置されている。この室内蒸発器20は、冷房用膨張弁19にて減圧された冷媒と室内用送風空気とを熱交換させて、室内用送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。室内蒸発器20の冷媒出口側には、第3合流部13fを介して、第2合流部13eの他方の冷媒流入口が接続されている。
The
また、第3分岐部13dの他方の冷媒流出口に接続される第1三方弁15aは、制御装置から出力される制御電圧によって、その作動が制御される電気式三方弁である。この第1三方弁15aのさらに別の冷媒流入出口には、電池用膨張弁21を介して、補助熱交換器22の冷媒入口側が接続されている。
The first three-
より具体的には、第1三方弁15aは、第1分岐部13aの他方の冷媒流出口側と電池用膨張弁21の入口側との間を接続する冷媒流路と、第3分岐部13dの他方の冷媒流出口側と電池用膨張弁21の入口側との間を接続する冷媒流路とを切り替える機能を果たす。従って、第1三方弁15aは、第1開閉弁14a等とともに、冷媒流路切替手段を構成している。
More specifically, the first three-
電池用膨張弁21は、冷房用膨張弁19と同様の構成の電気式膨張弁であり、電池用送風空気を冷却して二次電池55を冷却する際等に室外熱交換器17から流出して補助熱交換器22へ流入する冷媒を減圧させる減圧手段である。さらに、電池用膨張弁21は、弁体の絞り開度を全閉にすることで第3分岐部13dから補助熱交換器22の冷媒入口側へ至る冷媒流路を閉塞することができる全閉機能付きの可変絞り機構で構成されている。
The
従って、電池用膨張弁21は、第3分岐部13dから補助熱交換器22の冷媒入口側へ至る冷媒流路を開閉する開閉手段としての機能を兼ね備えており、第3分岐部13dから補助熱交換器22の冷媒入口側が接続される冷媒流路と、第3分岐部13dから補助熱交換器22の冷媒入口側が遮断される冷媒流路とを切り替えることができる。つまり、電池用膨張弁21は、冷媒流路切替手段としての機能を兼ね備えている。
Therefore, the
また、本実施形態では、第1三方弁15aが第1分岐部13aの他方の冷媒流出口側と電池用膨張弁21の入口側との間を接続した際には、第1分岐部13aから第1三方弁15aおよび電池用膨張弁21を介して補助熱交換器22の入口側へ至る冷媒流路が、第1分岐部13aにて分岐された冷媒を補助熱交換器22の入口側へ導く流入側配管23を構成する。
In the present embodiment, when the first three-
一方、第1三方弁15aが第3分岐部13dの他方の冷媒流出口側と電池用膨張弁21の入口側との間を接続した際には、第3分岐部13dから第1三方弁15aおよび電池用膨張弁21を介して補助熱交換器22の入口側へ至る冷媒流路が、第3分岐部13dにて分岐された冷媒を補助熱交換器22の入口側へ導く流入側配管23を構成する。
On the other hand, when the first three-
さらに、電池用膨張弁21は、第1三方弁15aが第1分岐部13aの他方の冷媒流出口側と電池用膨張弁21の入口側との間を接続した際には、流入側配管23のうち第1分岐部13aよりも補助熱交換器22の入口側に近い位置に配置されている。一方、第1三方弁15aが第3分岐部13dの他方の冷媒流出口側と電池用膨張弁21の入口側との間を接続した際には、流入側配管23のうち第3分岐部13dよりも補助熱交換器22の入口側に近い位置に配置されている。
Further, when the first three-
補助熱交換器22は、二次電池55に向けて送風される電池用送風空気の空気通路を形成する電池パック50内に配置されており、その内部を流通する冷媒と電池用送風空気とを熱交換させて電池用送風空気の温度を調整するものである。なお、電池パック50の詳細については後述する。また、補助熱交換器22の冷媒出口側には、第2三方弁15bの別の冷媒流入口が接続されている。
The
第2三方弁15bの基本的構成は、第1三方弁15aと同様である。また、第2三方弁15bのさらに別の冷媒流入出口には、第3合流部13fを介して、第2合流部13eの他方の冷媒流入口が接続されている。
The basic configuration of the second three-
より具体的には、第2三方弁15bは、補助熱交換器22の冷媒出口側と第1合流部13bの他方の冷媒流入口との間を接続する冷媒流路、および補助熱交換器22の冷媒出口側と第3合流部13fの1つの冷媒流入口との間を接続する冷媒流路を切り替える。従って、第2三方弁15bは、第1三方弁15aと同様に、冷媒流路切替手段を構成している。
More specifically, the second three-
また、第2合流部13eの冷媒流出口には、アキュムレータ24の入口側が接続されている。アキュムレータ24は、その内部に流入した冷媒の気液を分離し、分離された気相冷媒を圧縮機11の吸入側へ流出させるとともに、分離された液相冷媒を内部に蓄えるものである。つまり、アキュムレータ24は、気液分離手段としての機能を果たすとともに、サイクル内の余剰冷媒を液相状態にして蓄える冷媒貯留手段としての機能を果たす。
The inlet side of the
ここで、本実施形態のように、冷媒流路を切替可能に構成された冷凍サイクル装置では、冷媒流路を切り替えるとサイクル内に封入しておく必要のある必要冷媒量が変化する。従って、アキュムレータ24内の液相冷媒を蓄えるための容積は、必要冷媒量の変動量を吸収できるように設定される必要がある。
Here, in the refrigeration cycle apparatus configured to be able to switch the refrigerant flow path as in the present embodiment, when the refrigerant flow path is switched, the necessary refrigerant amount that needs to be enclosed in the cycle changes. Therefore, the volume for storing the liquid-phase refrigerant in the
そこで、本実施形態では、後述する複合運転モード時にサイクル内に封入しておく必要のある必要冷媒量の最大値と単独運転モード時にサイクル内に封入しておく必要のある必要冷媒量の最小値との差を変動量としたときに、アキュムレータ24内の容積と分岐部(具体的には、第1分岐部13aあるいは第3分岐部13d)から電池用膨張弁21へ至る配管内の容積との合計値が、変動量分の冷媒が液相状態となっている時の体積よりも大きくなるようにしている。
Therefore, in this embodiment, the maximum value of the necessary refrigerant amount that needs to be enclosed in the cycle during the combined operation mode described later and the minimum value of the necessary refrigerant amount that needs to be enclosed in the cycle during the single operation mode. And the volume in the
なお、上述した第2、第3分岐部13c、13dおよび第2、第3合流部13e、13fについては詳細構成を説明していないが、これらの基本的構成は、それぞれ第1分岐部13aおよび第1合流部13bと同様である。また、第2開閉弁14bは、第2分岐部13cから第2合流部13eへ至る冷媒流路を開閉する電磁弁であって、その基本的構成は第1開閉弁14aと同様である。さらに、第2開閉弁14bも、第1開閉弁14a等とともに、冷媒流路切替手段を構成している。
Although the detailed configurations of the second and
次に、室内空調ユニット30について説明する。室内空調ユニット30は、温度調整された室内用送風空気を車室内に送風するためのもので、車室内最前部の計器盤(インストルメントパネル)の内側に配置されて、その外殻を形成するケーシング31内に送風機32、前述の室内凝縮器12、室内蒸発器20等を収容することによって構成されている。従って、室内空調ユニット30は、車室内前方側に配置されている。
Next, the indoor
ケーシング31は、内部に室内用送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)にて成形されている。ケーシング31内の室内用送風空気の空気流れ最上流側には、ケーシング31内の空気通路に導入される内気(車室内空気)の風量と外気(車室内空気)の風量との風量割合を変化させる内外気切替ドアが配置されている。
The
内外気切替装置33の空気流れ下流側には、内外気切替装置33を介して吸入された空気を車室内へ向けて送風する送風機32が配置されている。この送風機32は、遠心多翼ファン(シロッコファン)を電動モータにて駆動する電動送風機であって、制御装置から出力される制御電圧によって回転数(送風量)が制御される。
On the downstream side of the air flow of the inside / outside air switching device 33, a
送風機32の空気流れ下流側には、室内蒸発器20および室内凝縮器12が、室内用送風空気の流れに対して、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器20は、室内凝縮器12に対して、室内用送風空気の流れ方向上流側に配置されている。
On the downstream side of the air flow of the
さらに、室内蒸発器20の空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器12の空気流れ上流側には、室内蒸発器20通過後の送風空気のうち、室内凝縮器12を通過させる風量割合を調整するエアミックスドア34が配置されている。また、室内凝縮器12の空気流れ下流側には、室内凝縮器12にて冷媒と熱交換して加熱された送風空気と室内凝縮器12を迂回して加熱されていない送風空気とを混合させる混合空間35が設けられている。
Further, on the downstream side of the air flow of the
ケーシング31の空気流れ最下流部には、混合空間35にて混合された空調風を、空調対象空間である車室内へ吹き出す開口穴が配置されている。具体的には、この開口穴としては、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口穴、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴、および車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口穴(いずれも図示せず)が設けられている。
In the most downstream part of the air flow of the
従って、エアミックスドア34が室内凝縮器12を通過させる風量の割合を調整することによって、混合空間35にて混合された空調風の温度が調整され、各開口穴から吹き出される空調風の温度が調整される。つまり、エアミックスドア34は、車室内へ送風される空調風の温度を調整する温度調整手段を構成している。なお、エアミックスドア34は、制御装置から出力される制御信号によって作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。
Therefore, the temperature of the conditioned air mixed in the mixing
さらに、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴の空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス開口穴の開口面積を調整するフェイスドア、フット開口穴の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ開口穴の開口面積を調整するデフロスタドア(いずれも図示せず)が配置されている。 Furthermore, on the upstream side of the air flow of the face opening hole, foot opening hole, and defroster opening hole, a face door that adjusts the opening area of the face opening hole, a foot door that adjusts the opening area of the foot opening hole, and a defroster opening hole, respectively A defroster door (none of which is shown) for adjusting the opening area is arranged.
これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、開口穴モードを切り替える開口穴モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、制御装置から出力される制御信号によってその作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。 These face doors, foot doors, and defroster doors constitute opening hole mode switching means for switching the opening hole mode, and their operations are controlled by a control signal output from the control device via a link mechanism or the like. It is driven by a servo motor (not shown).
次に、電池パック50について説明する。電池パック50は、車両後方のトランクルームと後部座席との間の車両底面側に配置されて、電気的な絶縁処理(例えば、絶縁塗装)が施された金属製のケーシング51内に電池用送風空気を循環送風させる空気通路を形成し、この空気通路に送風機52、前述の補助熱交換器22および二次電池55等を収容して構成されたものである。
Next, the
送風機52は、補助熱交換器22の空気流れ上流側に配置されて、電池用送風空気を補助熱交換器22へ向けて送風するもので、制御装置から出力される制御電圧によって稼働率、すなわち回転数(送風空気量)が制御される電動送風機である。さらに、補助熱交換器22の空気流れ下流側には二次電池55が配置され、二次電池55の空気流れ下流側は、送風機52の吸込口側に連通している。
The
従って、送風機52を作動させると、補助熱交換器22にて温度調整された電池用送風空気が二次電池55に吹き付けられて、二次電池55の温度調整がなされる。さらに、二次電池55の温度調整を行った電池用送風空気は、送風機52に吸入されて再び補助熱交換器22に向けて送風される。
Therefore, when the
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。制御装置は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種制御対象機器11、14a、14b、15a、15b、16、17a、19、21、32、52等の作動を制御する。
Next, the electric control unit of this embodiment will be described. The control device is composed of a well-known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, etc. and its peripheral circuits, performs various operations and processes based on a control program stored in the ROM, and is connected to the output side. It controls the operation of the
また、制御装置の入力側には、車室内温度Trを検出する内気センサ、外気温Tamを検出する外気センサ、車室内の日射量Tsを検出する日射センサ、室内蒸発器20の吹出空気温度(蒸発器温度)Tefinを検出する蒸発器温度センサ、混合空間35から車室内へ送風される送風空気温度TAVを検出する送風空気温度センサ、二次電池55の温度である電池温度Tbを検出する温度検出手段としての電池温度センサ等の種々の制御用センサ群が接続されている。
Further, on the input side of the control device, an inside air sensor that detects the vehicle interior temperature Tr, an outside air sensor that detects the outside air temperature Tam, a solar radiation sensor that detects the amount of solar radiation Ts in the vehicle interior, and the temperature of air blown from the indoor evaporator 20 ( Evaporator temperature) An evaporator temperature sensor that detects Tefin, a blown air temperature sensor that detects a blown air temperature TAV blown into the vehicle interior from the mixing
なお、本実施形態の蒸発器温度センサは、具体的に室内蒸発器20の熱交換フィンの温度を検出している。もちろん、蒸発器温度センサとして、室内蒸発器20のその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、室内蒸発器20を流通する冷媒自体の温度を直接検出する温度検出手段を採用してもよい。
Note that the evaporator temperature sensor of the present embodiment specifically detects the temperature of the heat exchange fins of the
また、二次電池55は、冷凍サイクル装置10の各構成機器に対して熱容量が大きく、温度分布も生じやすい。そこで、本実施形態では、二次電池55の内部および表面の複数の箇所の温度を検出する複数の温度検出手段を用いて、これらの複数の温度検出手段の検出値の平均値を電池温度Tbとしている。
Moreover, the
また、本実施形態では、送風空気温度TAVを検出する送風空気温度センサを設けているが、この送風空気温度TAVとして、蒸発器温度Tefin、吐出冷媒温度Td等に基づいて算出された値を採用してもよい。 Moreover, in this embodiment, although the ventilation air temperature sensor which detects blowing air temperature TAV is provided, the value calculated based on evaporator temperature Tefin, discharge refrigerant temperature Td, etc. is employ | adopted as this blowing air temperature TAV. May be.
さらに、制御装置の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、車室内空調を行うことを要求する空調作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ、空調運転モードの選択スイッチ等が設けられている。 Further, an operation panel (not shown) disposed near the instrument panel in the front part of the vehicle interior is connected to the input side of the control device, and operation signals from various operation switches provided on the operation panel are input. As various operation switches provided on the operation panel, there are provided an air conditioning operation switch for requesting air conditioning in the vehicle interior, a vehicle interior temperature setting switch for setting the vehicle interior temperature, an air conditioning operation mode selection switch, and the like.
ここで、本実施形態の制御装置は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御手段を構成している。 Here, the control device of the present embodiment is configured such that the control means for controlling various control target devices connected to the output side is integrally configured, but the configuration for controlling the operation of each control target device ( Hardware and software) constitute control means for controlling the operation of each control target device.
例えば、制御装置のうち、圧縮機11の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が冷媒吐出能力制御手段を構成し、冷媒流路切替手段を構成する各種機器14a、14b、15a、15b、16、19、21の作動を制御する構成が冷媒流路切替制御手段を構成している。
For example, in the control device, the configuration (hardware and software) for controlling the operation of the
次に、上記構成における本実施形態の冷凍サイクル装置10の作動を説明する。前述の如く、この冷凍サイクル装置10は、車室内の空調および二次電池55の温度調整を行うことができる。
Next, the operation of the
さらに、車室内の空調の運転モードには、車室内を冷房する冷房モードと車室内を暖房する暖房モードがあり、二次電池55の温度調整の運転モードには、二次電池55を加熱する加熱モードと二次電池55を冷却する冷却モードがある。これらの運転モードの切り替えは、制御装置が予め記憶回路に記憶している制御プログラムを実行することによって行われる。
Further, the air conditioning operation mode in the passenger compartment includes a cooling mode for cooling the passenger compartment and a heating mode for heating the passenger compartment. The
この制御プログラムでは、操作パネルの操作信号および制御用センサ群の検出信号を読み込み、読み込まれた検出信号および操作信号の値に基づいて各種制御対象機器の制御状態を決定し、決定された制御状態が得られるように各種制御対象機器へ制御信号あるいは制御電圧を出力するといった制御ルーチンを繰り返す。 In this control program, the operation signal of the operation panel and the detection signal of the control sensor group are read, the control state of various control target devices is determined based on the read detection signal and the value of the operation signal, and the determined control state The control routine of outputting a control signal or a control voltage to various devices to be controlled is repeated.
そして、車室内の空調を行う際の運転モードについては、操作パネルの操作信号を読み込んだ際に、空調作動スイッチが投入(ON)された状態で選択スイッチにて冷房が選択されている場合には冷房モードに切り替えられ、空調作動スイッチが投入(ON)された状態で選択スイッチにて暖房が選択されている場合には暖房モードに切り替えられる。 And about the operation mode at the time of air-conditioning of a vehicle interior, when the air conditioning operation switch is turned on (ON) and cooling is selected with the selection switch when the operation signal of the operation panel is read Is switched to the cooling mode, and when heating is selected by the selection switch while the air conditioning operation switch is turned on (ON), the mode is switched to the heating mode.
また、二次電池55の温度調整を行う際の運転モードについては、制御用センサ群の検出信号を読み込んだ際に、電池温度Tbが第1基準温度Tk1(本実施形態では、15℃)以下になっている際には二次電池55を加熱する加熱モードに切り替え、電池温度Tbが第2基準温度Tk2(本実施形態では、30℃)以上になっている際には二次電池を冷却する冷却モードに切り替える。
As for the operation mode when adjusting the temperature of the
ここで、二次電池55の出力特性について説明する。本実施形態として、二次電池55としてリチウムイオン電池を採用している。この二次電池55では、10℃以下の低温になると、化学反応が進まない等の理由により十分な入出力特性が得られない。つまり、二次電池55が10℃以下になってしまうと、二次電池55の出力が低下して車両を走行させることができなくなってしまう。
Here, the output characteristics of the
一方、高温時、特に40℃以上になった際には、二次電池55の劣化を防止するために制御装置が電力の入出力をカットするようにしている。従って、二次電池55が40℃以上の高温になった際にも車両を走行させることができなくなってしまう。つまり、本実施形態の二次電池55の容量を充分に活かして車両を走行させるためには、二次電池55の温度を概ね10℃以上、かつ、40℃以下の範囲で管理する必要がある。
On the other hand, when the temperature is high, particularly when the temperature is 40 ° C. or higher, the control device cuts off the input / output of power in order to prevent the
そこで、本実施形態では、二次電池55の容量を充分に活かすことができるように決定される温度範囲(10℃〜40℃)を基準温度範囲として、電池温度Tbが第1基準温度Tk1以下になっている際には加熱モードに切り替え、電池温度Tbが第2基準温度Tk2以上となっている際には冷却モードに切り替えることによって、電池温度Tbが基準温度範囲内となるようにしている。続いて、各運転モードについて説明する。
Therefore, in the present embodiment, the battery temperature Tb is equal to or lower than the first reference temperature Tk1, with the temperature range (10 ° C. to 40 ° C.) determined so that the capacity of the
(a)冷房運転モード
冷房運転モードは、二次電池55の温度調整を行うことなく、車室内の冷房を行う運転モードである。この運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入(ON)された状態で、選択スイッチによって冷房が選択され、さらに、電池温度Tbが第1基準温度Tk1よりも高く、かつ、第2基準温度Tk2より低くなっている際に実行される。
(A) Cooling operation mode The cooling operation mode is an operation mode in which the passenger compartment is cooled without adjusting the temperature of the
冷房運転モードでは、制御装置が、第1開閉弁14aを開き、第2開閉弁14bを閉じ、第3分岐部13dと電池用膨張弁21との間を接続するように第1三方弁15aの作動を制御し、補助熱交換器22と第3合流部13fとの間を接続するように第2三方弁15bの作動を制御し、さらに、暖房用膨張弁16を全開とし、冷房用膨張弁19を減圧作用を発揮する絞り状態とし、電池用膨張弁21を全閉とする。
In the cooling operation mode, the control device opens the first on-off
これにより、冷房運転モードでは、冷凍サイクル装置10は、図1の太矢印に示すように、圧縮機11→室内凝縮器12→(第1開閉弁14a→暖房用膨張弁16→)室外熱交換器17→(逆止弁18→)第3分岐部13d→冷房用膨張弁19→室内蒸発器20→アキュムレータ24→圧縮機11の順に冷媒が循環する冷媒流路に切り替えられる。
As a result, in the cooling operation mode, the
この冷媒流路の構成で、制御装置が、読み込まれた検出信号および操作信号の値に基づいて、車室内へ吹き出す空気の目標温度である目標吹出温度TAOを算出する。さらに、制御装置は、算出された目標吹出温度TAOおよびセンサ群の検出信号に基づいて、制御装置の出力側に接続された各種制御対象機器の作動状態を決定する。 With this refrigerant flow path configuration, the control device calculates a target blowing temperature TAO, which is a target temperature of air blown into the vehicle interior, based on the read detection signal and operation signal values. Furthermore, a control apparatus determines the operating state of the various control object apparatus connected to the output side of a control apparatus based on the calculated target blowing temperature TAO and the detection signal of a sensor group.
例えば、圧縮機11の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機11の電動モータに出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度TAOに基づいて、予め制御装置に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器20の目標蒸発器吹出温度TEOを決定する。
For example, the refrigerant discharge capacity of the
そして、この目標蒸発器吹出温度TEOと蒸発器温度センサによって検出された室内蒸発器20からの吹出空気温度との偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて室内蒸発器20からの吹出空気温度が目標蒸発器吹出温度TEOに近づくように、圧縮機11の電動モータに出力される制御信号が決定される。
And based on the deviation of this target evaporator blowing temperature TEO and the blowing air temperature from the
室内空調ユニット30の送風機32の電動モータに出力される制御電圧については、目標吹出温度TAOに基づいて、予め記憶回路に記憶されている制御マップを参照して決定される。具体的には、目標吹出温度TAOの極低温域(最大冷房域)および極高温域(最大暖房域)で電動モータへ出力する制御電圧を最大として送風空気量を最大量付近に制御し、目標吹出温度TAOが中間温度域に近づくに伴って送風空気量を減少させる。
The control voltage output to the electric motor of the
エアミックスドア34のサーボモータへ出力される制御信号については、目標吹出温度TAO、室内蒸発器20の吹出空気温度Tefin等を用いて、車室内へ吹き出される空気の温度が車室内温度設定スイッチによって設定された乗員の所望の温度となるように決定される。
As for the control signal output to the servo motor of the
なお、冷房運転モードのように車室内の冷房を行う運転モードでは、エアミックスドア34が室内凝縮器12側の空気通路を閉塞するように、エアミックスドア34を作動させてもよい。
In the operation mode in which the vehicle interior is cooled as in the cooling operation mode, the
冷房用膨張弁19へ出力される制御信号については、冷房用膨張弁19へ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数(COP)が略最大値となるように決定された目標過冷却度に近づくように決定される。そして、上記の如く決定された制御状態が得られるように制御装置から制御対象機器へ制御信号あるいは制御電圧が出力される。
With respect to the control signal output to the
従って、冷房運転モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器12へ流入し、室内蒸発器20通過後の室内用送風空気と熱交換して放熱する。室内凝縮器12から流出した冷媒は、第1開閉弁14aおよび暖房用膨張弁16を介して、室外熱交換器17へ流入する。
Therefore, in the
室外熱交換器17へ流入した冷媒は、送風ファン17aから送風された外気と熱交換して、さらに放熱する。室外熱交換器17から流出した冷媒は、第2開閉弁14bが閉じているので、第2分岐部13cから逆止弁18を介して第3分岐部13dへ流入する。
The refrigerant flowing into the
第3分岐部13dへ流入した冷媒は、電池用膨張弁21が全閉となっているので、一方の冷媒流出口から冷房用膨張弁19側へ流出し、冷房用膨張弁19にて減圧される。冷房用膨張弁19にて減圧された冷媒は、室内蒸発器20へ流入し、送風機32によって送風された室内用送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内用送風空気が冷却される。
Since the
室内蒸発器20から流出した冷媒は、第3合流部13fおよび第2合流部13eを介して、アキュムレータ24へ流入する。アキュムレータ24へ流入した冷媒は気液分離されて、分離された液相冷媒は余剰冷媒としてアキュムレータ24内に蓄えられ、アキュムレータ24から流出した気相冷媒は圧縮機11に吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant that has flowed out of the
上記の如く、冷房運転モードでは、室内蒸発器20にて室内用送風空気が冷却されて車室内の冷房を行うことができる。
As described above, in the cooling operation mode, the indoor blowing air is cooled by the
なお、本実施形態の冷房運転モードでは、開閉手段としての機能を兼ね備える電池用膨張弁21が閉じられ、室内用送風空気(第1温度調整対象物)が冷却される。従って、冷房運転モードは、特許請求の範囲に記載された単独運転モードに対応する運転モードであり、さらに、単独運転モードのうち、室内蒸発器20(冷却用熱交換器)にて、室内用送風空気(第1温度調整対象物)を冷却する単独冷却モードに対応している。
In the cooling operation mode of the present embodiment, the
(b)冷房+冷却運転モード
冷房+冷却運転モードは、車室内の冷房を行うと同時に二次電池55の冷却を行う運転モードである。この運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入(ON)された状態で、選択スイッチによって冷房が選択され、かつ、電池温度Tbが第2基準温度Tk2以上となった際に実行される。
(B) Cooling + cooling operation mode The cooling + cooling operation mode is an operation mode in which the
冷房+冷却運転モードでは、制御装置が、第1開閉弁14aを開き、第2開閉弁14bを閉じ、第3分岐部13dと電池用膨張弁21との間を接続するように第1三方弁15aの作動を制御し、補助熱交換器22と第3合流部13fとの間を接続するように第2三方弁15bの作動を制御し、さらに、暖房用膨張弁16を全開とし、冷房用膨張弁19および電池用膨張弁21を絞り状態とする。
In the cooling + cooling operation mode, the control device opens the first on-off
これにより、冷房+冷却運転モードでは、冷凍サイクル装置10は、図2の太矢印に示すように、圧縮機11→室内凝縮器12→(第1開閉弁14a→暖房用膨張弁16→)室外熱交換器17→(逆止弁18→)第3分岐部13d→冷房用膨張弁19→室内蒸発器20→第3合流部13f→アキュムレータ24→圧縮機11の順に冷媒が循環するとともに、第3分岐部13d→電池用膨張弁21→補助熱交換器22→第3合流部13f→アキュムレータ24の順に冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。つまり、冷房+冷却運転モードでは、室内蒸発器20と補助熱交換器22が並列的に接続される冷媒流路が構成される。
As a result, in the cooling + cooling operation mode, the
さらに、制御装置は、冷房運転モードと同様に、圧縮機11、冷房用膨張弁19、送風機32、エアミックスドア34の作動状態を決定する。また、電池用膨張弁21へ出力される制御信号については、電池用膨張弁21の絞り開度が予め定めた所定絞り開度となるように決定され、電池パック50の送風機52の電動モータに出力される制御電圧については、送風機52の送風能力が予め定めた所定送風能力となるように決定される。
Further, the control device determines the operating states of the
従って、冷房+冷却運転モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が、冷房運転モードと同様に、室内凝縮器12→室外熱交換器17→逆止弁18の順に流れ、第3分岐部13dへ流入する。
Therefore, in the
第3分岐部13dの一方の冷媒流出口から流出した冷媒は、冷房用膨張弁19にて減圧されて室内蒸発器20へ流入する。室内蒸発器20へ流入した冷媒は、送風機32によって送風された室内用送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内用送風空気が冷却される。室内蒸発器20から流出した冷媒は、冷房運転モードと同様にアキュムレータ24へ流入する。
The refrigerant flowing out from one refrigerant outlet of the
また、第3分岐部13dの他方の冷媒流出口から流出した冷媒は、流入側配管23に配置された電池用膨張弁21にて低圧冷媒となるまで減圧され、補助熱交換器22へ流入する。補助熱交換器22へ流入した冷媒は、送風機52によって送風された電池用送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、電池用送風空気が冷却される。
In addition, the refrigerant flowing out from the other refrigerant outlet of the
補助熱交換器22から流出した冷媒は、第3合流部13fおよび第2合流部13eを介して、アキュムレータ24へ流入する。そして、アキュムレータ24にて分離された気相冷媒が圧縮機11に吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant that has flowed out of the
上記の如く、冷房+冷却運転モードでは、室内蒸発器20にて室内用送風空気が冷却されて車室内の冷房を行うことができるとともに、補助熱交換器22にて電池用送風空気が冷却されて二次電池55の冷却を行うことができる。
As described above, in the cooling + cooling operation mode, the indoor blowing air is cooled by the
なお、本実施形態の冷房+冷却運転モードでは、開閉手段としての機能を兼ね備える電池用膨張弁21が開かれ、室内用送風空気(第1温度調整対象物)および電池用送風空気(第2温度調整対象物)の双方が冷却される。
In the cooling + cooling operation mode of the present embodiment, the
従って、冷房+冷却運転モードは、特許請求の範囲に記載された複合運転モードに対応する運転モードであり、さらに、複合運転モードのうち、室内蒸発器20(冷却用熱交換器)にて室内用送風空気(第1温度調整対象物)を冷却するとともに、補助熱交換器22にて電池用送風空気(第2温度調整対象物)を冷却する複合冷却モードに対応している。
Therefore, the cooling + cooling operation mode is an operation mode corresponding to the combined operation mode described in the claims, and further, in the combined operation mode, the indoor evaporator 20 (cooling heat exchanger) This is compatible with a combined cooling mode in which the blown air for air (first temperature adjustment object) is cooled, and the
(c)冷却運転モード
冷却運転モードは、車室内の空調を行うことなく、二次電池55の冷却を行う運転モードである。この運転モードは、操作パネルの作動スイッチが非投入(OFF)となっている状態で、さらに、電池温度Tbが第2基準温度Tk2以上となった際に実行される。
(C) Cooling operation mode The cooling operation mode is an operation mode in which the
冷却運転モードでは、制御装置が、第1開閉弁14aを開き、第2開閉弁14bを閉じ、第3分岐部13dと電池用膨張弁21との間を接続するように第1三方弁15aの作動を制御し、補助熱交換器22と第3合流部13fとの間を接続するように第2三方弁15bの作動を制御し、さらに、暖房用膨張弁16を全開とし、冷房用膨張弁19を全閉とし、電池用膨張弁21を絞り状態とする。
In the cooling operation mode, the control device opens the first on-off
これにより、冷却運転モードでは、冷凍サイクル装置10は、図3の太矢印に示すように、圧縮機11→室内凝縮器12→(第1開閉弁14a→暖房用膨張弁16→)室外熱交換器17→(逆止弁18→)第3分岐部13d→電池用膨張弁21→補助熱交換器22→第3合流部13f→アキュムレータ24→圧縮機11の順に冷媒が循環する冷媒流路に切り替えられる。
As a result, in the cooling operation mode, the
さらに、制御装置は、冷房+冷却運転モードと同様に、圧縮機11、電池用膨張弁21、電池パック50の送風機52の作動状態を決定する。また、室内空調ユニット30の送風機32へ出力される制御信号については、送風機32を停止させるように決定され、エアミックスドア34のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア34が室内凝縮器12側の空気通路を閉塞するように決定される。
Further, the control device determines the operating states of the
従って、冷却運転モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器12へ流入する。この際、送風機32の作動が停止し、エアミックスドア34が室内凝縮器12側の空気通路を全閉にしているので、室内凝縮器12へ流入した冷媒は、室内用送風空気と熱交換することなく、室内凝縮器12から流出する。従って、室内用送風空気は加熱されない。
Therefore, in the
室内凝縮器12から流出した冷媒は、冷房+冷却運転モードと同様に、室外熱交換器17→逆止弁18の順に流れ、第3分岐部13dへ流入する。第3分岐部13dへ流入した冷媒は、冷房用膨張弁19が全閉となっているので、他方の冷媒流出口から電池用膨張弁21側へ流出し、電池用膨張弁21にて減圧される。
The refrigerant that has flowed out of the
電池用膨張弁21にて減圧された冷媒は補助熱交換器22へ流入して、送風機52によって送風された電池用送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、電池用送風空気が冷却される。
The refrigerant decompressed by the
補助熱交換器22から流出した冷媒は、第3合流部13fおよび第2合流部13eを介して、アキュムレータ24へ流入する。そして、アキュムレータ24にて分離された液相冷媒が余剰冷媒としてアキュムレータ24内に蓄えられ、アキュムレータ24にて分離された気相冷媒が圧縮機11に吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant that has flowed out of the
上記の如く、冷却運転モードでは、補助熱交換器22にて電池用送風空気が冷却されて二次電池55の冷却を行うことができる。
As described above, in the cooling operation mode, the battery air is cooled by the
なお、本実施形態の冷房運転モードでは、開閉手段としての機能を兼ね備える電池用膨張弁21が開かれ、電池用送風空気(第2温度調整対象物)が冷却されるものの、室内用送風空気(第1温度調整対象物)の温度調整は行われない。従って、冷却運転モードは、特許請求の範囲に記載された単独運転モードとは異なる第2単独運転モード(第2単独冷却モード)と表現することができる。
Note that, in the cooling operation mode of the present embodiment, the
(d)暖房運転モード
暖房運転モードは、二次電池55の温度調整を行うことなく、車室内の暖房を行う運転モードである。この運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入(ON)された状態で、選択スイッチによって暖房が選択され、さらに、電池温度Tbが第1基準温度Tk1よりも高く、かつ、第2基準温度Tk2より低くなっている際に実行される。
(D) Heating operation mode The heating operation mode is an operation mode in which the passenger compartment is heated without adjusting the temperature of the
暖房運転モードでは、制御装置が、第1開閉弁14aを開き、第2開閉弁14bを開き、第1分岐部13aと電池用膨張弁21との間を接続するように第1三方弁15aの作動を制御し、補助熱交換器22と第1合流部13bとの間を接続するように第2三方弁15bの作動を制御し、さらに、暖房用膨張弁16を絞り状態とし、冷房用膨張弁19を全閉とし、電池用膨張弁21を全閉とする。
In the heating operation mode, the control device opens the first on-off
これにより、暖房運転モードでは、冷凍サイクル装置10は、図4の太矢印に示すように、圧縮機11→室内凝縮器12→(第1開閉弁14a→)暖房用膨張弁16→室外熱交換器17→(第2開閉弁14b→)アキュムレータ24→圧縮機11の順に冷媒が循環する冷媒流路に切り替えられる。
As a result, in the heating operation mode, the
さらに、制御装置は、冷房運転モードと同様に、室内空調ユニット30の送風機32の作動を制御する。また、圧縮機11の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機11の電動モータに出力される制御信号については、送風空気温度センサによって検出される送風空気温度TAVが、目標吹出温度TAOに近づくように決定される。なお、車室内の暖房時に決定される目標吹出温度TAOは、40℃〜60℃程度である。
Further, the control device controls the operation of the
暖房用膨張弁16へ出力される制御信号については、暖房用膨張弁16へ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数(COP)が略最大値となるように決定された目標過冷却度に近づくように決定される。エアミックスドア34のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア34が室内凝縮器12側の空気通路を全開するように決定される。
With respect to the control signal output to the
従って、暖房運転モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器12へ流入し、室内蒸発器20通過後の室内用送風空気と熱交換して放熱する。これにより、室内用送風空気が加熱される。室内凝縮器12から流出した冷媒は、暖房用膨張弁16にて減圧される。暖房用膨張弁16にて減圧された冷媒は、室外熱交換器17へ流入し、送風ファン17aから送風された外気から吸熱して蒸発する。
Therefore, in the
室外熱交換器17から流出した冷媒は、冷房用膨張弁19が全閉となっているので、第2開閉弁14bおよび第2合流部13eを介してアキュムレータ24へ流入する。そして、アキュムレータ24にて分離された液相冷媒が余剰冷媒としてアキュムレータ24内に蓄えられ、アキュムレータ24にて分離された気相冷媒が圧縮機11に吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant that has flowed out of the
上記の如く、暖房運転モードでは、室内凝縮器12にて室内用送風空気が加熱されて車室内の暖房を行うことができる。
As described above, in the heating operation mode, the indoor air can be heated by the
なお、本実施形態の暖房運転モードでは、開閉手段としての機能を兼ね備える電池用膨張弁21が閉じられ、室内用送風空気(第1温度調整対象物)が加熱される。従って、暖房運転モードは、特許請求の範囲に記載された単独運転モードに対応する運転モードであり、さらに、単独運転モードのうち、室内凝縮器12(加熱用熱交換器)にて、室内用送風空気(第1温度調整対象物)を冷却する単独加熱モードに対応している。
In the heating operation mode of the present embodiment, the
(e)暖房+加熱運転モード
暖房+加熱運転モードは、車室内の暖房を行うと同時に二次電池55の加熱を行う運転モードである。より詳細には、この運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入(ON)された状態で、選択スイッチによって暖房が選択され、かつ、電池温度Tbが第1基準温度Tk1以下となった際に実行される。
(E) Heating + Heating Operation Mode The heating + heating operation mode is an operation mode in which the
暖房+加熱運転モードでは、制御装置が、第1開閉弁14aを閉じ、第2開閉弁14bを開き、第1分岐部13aと電池用膨張弁21との間を接続するように第1三方弁15aの作動を制御し、補助熱交換器22と第1合流部13bとの間を接続するように第2三方弁15bの作動を制御し、さらに、暖房用膨張弁16を絞り状態とし、冷房用膨張弁19を全閉とし、電池用膨張弁21を絞り状態とする。
In the heating + heating operation mode, the control device closes the first on-off
これにより、暖房+加熱運転モードでは、冷凍サイクル装置10は、図5の太矢印に示すように、圧縮機11→室内凝縮器12→第1分岐部13a→(第1三方弁15a→)電池用膨張弁21→補助熱交換器22→(第2三方弁15b→第1合流部13b)→暖房用膨張弁16→室外熱交換器17→(第2開閉弁14b→)アキュムレータ24→圧縮機11の順に冷媒が循環する冷媒流路に切り替えられる。つまり、暖房+加熱運転モードでは、室内凝縮器12と補助熱交換器22が直列的に接続される冷媒流路が構成される。
As a result, in the heating + heating operation mode, the
さらに、制御装置は、暖房運転モードと同様に、圧縮機11、暖房用膨張弁16、送風機32、エアミックスドア34の作動状態を決定し、冷房+冷却運転モードと同様に、電池パック50の送風機52の作動状態を決定する。また、電池用膨張弁21へ出力される制御信号については、補助熱交換器22内の冷媒圧力が電池温度Tbを適切な温度範囲内(本実施形態では、10℃〜40℃)に調整可能な中間圧となるように決定する。
Further, the control device determines the operating states of the
従って、暖房+加熱運転モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が、暖房モードと同様に、室内凝縮器12へ流入して室内用送風空気と熱交換して放熱する。これにより、室内用送風空気が加熱される。室内凝縮器12から流出した冷媒は、第1開閉弁14aが閉じているので、第1分岐部13aおよび第1三方弁15aを介して電池用膨張弁21にて中間圧となるまで減圧される。
Therefore, in the
電池用膨張弁21にて減圧された中間圧冷媒は、補助熱交換器22へ流入し、電池用送風空気と熱交換して放熱する。これにより、電池用送風空気が加熱される。そして、加熱された電池用送風空気が送風機52によって二次電池55に吹き付けられることで、二次電池55の暖機が実現される。この際、補助熱交換器22内の冷媒圧力は、電池温度Tbが10℃〜40℃程度となる圧力に調整される。
The intermediate pressure refrigerant decompressed by the
補助熱交換器22から流出した冷媒は、第2三方弁15bおよび第1合流部13bを介して暖房用膨張弁16へ流入し、低圧となるまで減圧される。暖房用膨張弁16にて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器17へ流入して、送風ファン17aより送風された外気から吸熱して蒸発する。
The refrigerant that has flowed out of the
室外熱交換器17から流出した冷媒は、冷房用膨張弁19が全閉となっているので、第2開閉弁14bおよび第2合流部13eを介してアキュムレータ24へ流入する。そして、アキュムレータ24にて分離された気相冷媒が圧縮機11に吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant that has flowed out of the
上記の如く、暖房+加熱運転モードでは、室内凝縮器12にて室内用送風空気が加熱されて車室内の暖房を行うことができるとともに、補助熱交換器22にて電池用送風空気が加熱されて二次電池55の加熱を行うことができる。
As described above, in the heating + heating operation mode, the indoor blower air is heated by the
なお、本実施形態の暖房+加熱運転モードでは、開閉手段としての機能を兼ね備える電池用膨張弁21が開かれ、室内用送風空気(第1温度調整対象物)および電池用送風空気(第2温度調整対象物)の双方が加熱される。
In the heating + heating operation mode of the present embodiment, the
従って、暖房+加熱運転モードは、特許請求の範囲に記載された複合運転モードに対応する運転モードであり、さらに、複合運転モードのうち、室内凝縮器12(加熱用熱交換器)にて室内用送風空気(第1温度調整対象物)を加熱するとともに、補助熱交換器22にて電池用送風空気(第2温度調整対象物)を加熱する複合加熱モードに対応している。
Accordingly, the heating + heating operation mode is an operation mode corresponding to the combined operation mode described in the claims, and further, in the combined operation mode, the indoor condenser 12 (heating heat exchanger) It corresponds to the combined heating mode in which the blast air (first temperature adjustment object) is heated and the battery blast air (second temperature adjustment object) is heated by the
(f)加熱運転モード
加熱運転モードは、車室内の空調を行うことなく、二次電池55の加熱を行う運転モードである。この運転モードは、操作パネルの作動スイッチが非投入(OFF)となっている状態で、さらに、電池温度Tbが第1基準温度Tk1以下となった際に実行される。
(F) Heating operation mode The heating operation mode is an operation mode in which the
この加熱運転モードでは、制御装置が、暖房+加熱運転モードと同様に、第1開閉弁14aを閉じ、第2開閉弁14bを開き、第1分岐部13aと電池用膨張弁21との間を接続するように第1三方弁15aの作動を制御し、補助熱交換器22と第1合流部13bとの間を接続するように第2三方弁15bの作動を制御し、さらに、暖房用膨張弁16を絞り状態とし、冷房用膨張弁19を全閉とし、電池用膨張弁21を全開とする。
In this heating operation mode, the control device closes the first on-off
これにより、加熱運転モードでは、冷凍サイクル装置10は、図6の太矢印に示すように、暖房+加熱運転モードと全く同様に冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。
As a result, in the heating operation mode, the
さらに、制御装置は、暖房+加熱運転モードと同様に、圧縮機11、暖房用膨張弁16、電池用膨張弁21、電池パック50の送風機52の作動状態を決定する。また、室内空調ユニット30の送風機32へ出力される制御信号については、送風機32を停止させるように決定され、エアミックスドア34のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア34が室内凝縮器12側の空気通路を全閉するように決定される。
Further, the control device determines the operating states of the
従って、加熱運転モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器12へ流入する。この際、送風機32の作動が停止し、エアミックスドア34が室内凝縮器12側の空気通路を全閉にしているので、室内凝縮器12へ流入した冷媒は、室内用送風空気と熱交換することなく、室内凝縮器12から流出する。従って、室内用送風空気は加熱されない。
Therefore, in the
室内凝縮器12から流出した冷媒は、暖房+加熱運転モードと同様に、第1分岐部13a、第1三方弁15aおよび電池用膨張弁21を介して補助熱交換器22へ流入し、電池用送風空気と熱交換して放熱する。これにより、電池用送風空気が加熱される。以降の作動は、暖房+加熱運転モードと同様である。
The refrigerant that has flowed out of the
上記の如く、加熱運転モードでは、補助熱交換器22にて電池用送風空気が加熱されて二次電池55の加熱を行うことができる。
As described above, in the heating operation mode, the battery air is heated by the
なお、本実施形態の加熱運転モードでは、開閉手段としての機能を兼ね備える電池用膨張弁21が開かれ、電池用送風空気(第2温度調整対象物)が加熱されるものの、室内用送風空気(第1温度調整対象物)の温度調整は行われない。従って、加熱運転モードは、特許請求の範囲に記載された単独運転モードとは異なる第2単独運転モード(第2単独加熱モード)と表現することができる。
In the heating operation mode of the present embodiment, the
(g)暖房+冷却運転モード
上述した(a)〜(c)の各運転モードは、主に夏季等の比較的外気温が高い時に車室内あるいは二次電池55を冷却するために実行され、(d)〜(f)に記載された各運転モードは、主に冬季等の比較的外気温が低い時に車室内あるいは二次電池55を加熱するために実行される。
(G) Heating + cooling operation mode Each of the operation modes (a) to (c) described above is executed mainly for cooling the vehicle interior or the
これに対して、春季や秋季には、操作パネルの作動スイッチが投入(ON)された状態で、選択スイッチによって暖房が選択されながらも、二次電池55が自己発熱することによって電池温度Tbが第2基準温度Tk2以上になってしまうことがある。このような場合には、暖房+冷却運転モードの運転が実行される。
On the other hand, in the spring or autumn, the battery temperature Tb is reduced by the self-heating of the
暖房+冷却運転モードでは、制御装置が、第1開閉弁14aを開き、第2開閉弁14bを閉じ、第3分岐部13dと電池用膨張弁21との間を接続するように第1三方弁15aの作動を制御し、補助熱交換器22と第3合流部13fとの間を接続するように第2三方弁15bの作動を制御し、さらに、暖房用膨張弁16を絞り状態とし、冷房用膨張弁19を全閉とし、電池用膨張弁21を絞り状態とする。
In the heating + cooling operation mode, the control device opens the first on-off
これにより、暖房+冷却運転モードでは、冷凍サイクル装置10は、図7の太矢印に示すように、圧縮機11→室内凝縮器12→(第1開閉弁14a→)暖房用膨張弁16→室外熱交換器17→(逆止弁18→)第3分岐部13d→電池用膨張弁21→補助熱交換器22→第3合流部13f→アキュムレータ24→圧縮機11の順に冷媒が循環する冷媒流路に切り替えられる。
As a result, in the heating + cooling operation mode, the
さらに、制御装置は、暖房運転モードと同様に、圧縮機11、暖房用膨張弁16、室内空調ユニット30の送風機32、エアミックスドア34の作動状態を決定し、冷却運転モードと同様に、電池用膨張弁21および電池パック50の送風機52の作動状態を決定する。
Further, the control device determines the operating states of the
従って、暖房+冷却運転モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が、室内凝縮器12へ流入して室内用送風空気と熱交換して放熱する。これにより、室内用送風空気が加熱される。室内凝縮器12から流出した冷媒は、暖房用膨張弁16にて減圧される。暖房用膨張弁16にて減圧された冷媒は、室外熱交換器17へ流入し、送風ファン17aから送風された外気から吸熱して蒸発する。
Therefore, in the
室外熱交換器17から流出した冷媒は、冷却運転モードと同様に、第2分岐部13c→逆止弁18→第3分岐部13dの順に流れ、電池用膨張弁21に流入して減圧される。電池用膨張弁21にて減圧された冷媒は補助熱交換器22へ流入して、送風機52によって送風された電池用送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、電池用送風空気が冷却される。以降の作動は冷却運転モードと同様である。
The refrigerant that has flowed out of the
上記の如く、暖房+冷却運転モードでは、室内凝縮器12にて室内用送風空気が加熱されて車室内の暖房を行うことができるとともに、補助熱交換器22にて電池用送風空気が冷却されて二次電池55の冷却を行うことができる。
As described above, in the heating + cooling operation mode, the indoor blast air can be heated by the
なお、本実施形態の暖房+冷却運転モードでは、開閉手段としての機能を兼ね備える電池用膨張弁21が開かれ、室内用送風空気(第1温度調整対象物)および電池用送風空気(第2温度調整対象物)の双方の温度調整がなされる。
In the heating + cooling operation mode of the present embodiment, the
従って、暖房+冷却運転モードは、特許請求の範囲に記載された複合運転モードに対応する運転モードであり、さらに、複合運転モードのうち、室内凝縮器12(加熱用熱交換器)にて室内用送風空気(第1温度調整対象物)を加熱するとともに、補助熱交換器22にて電池用送風空気(第2温度調整対象物)を冷却する複合加熱冷却モードに対応している。
Therefore, the heating + cooling operation mode is an operation mode corresponding to the combined operation mode described in the claims, and further, in the combined operation mode, the indoor condenser 12 (heating heat exchanger) It corresponds to the combined heating / cooling mode in which the blast air (first temperature adjustment object) is heated and the battery blast air (second temperature adjustment object) is cooled by the
また、本実施形態の暖房+冷却運転モードでは、制御装置が暖房用膨張弁16を絞り状態として、室外熱交換器17を蒸発器として機能させるので、電池用膨張弁21を全開として、室外熱交換器17における冷媒蒸発温度と補助熱交換器22における冷媒蒸発温度を同等としてもよい。
Further, in the heating + cooling operation mode of the present embodiment, the control device causes the
さらに、制御装置が暖房用膨張弁16を全開とし(あるいは、暖房用膨張弁16の絞り開度を増加させて)、室外熱交換器17を放熱器として機能させてもよい。この場合は、電池用膨張弁21を絞り状態として、電池用膨張弁21にて減圧された冷媒を補助熱交換器22にて蒸発させるようにすればよい。
Further, the control device may fully open the heating expansion valve 16 (or increase the throttle opening of the heating expansion valve 16), and allow the
このように、室外熱交換器17を蒸発器あるいは放熱器として機能させることで、冷媒の吸熱量を変化させて、室内凝縮器12における室内用送風空気の加熱能力を変化させることができる。従って、例えば、外気温Tamが予め定めた所定温度より高い場合に、室外熱交換器17を放熱器として機能させ、外気温Tamが予め定めた所定温度より低い場合に、室外熱交換器17を蒸発器として機能させるようにしてもよい。
Thus, by making the
また、本実施形態の冷凍サイクル装置10は、上述した(a)〜(g)の運転モードの他に、車室内の冷房を行うと同時に二次電池55の加熱を行う冷房+加熱運転モードを実現できる。なお、車室内の冷房は、夏季の比較的外気温が高い時期に実行されるので、二次電池55が第1基準温度Tk1以下になる機会は少ない。従って、冷房+加熱運転モードでの運転が実行される機会は少ない。
Further, the
冷房+加熱運転モードでは、制御装置が、第1開閉弁14aを閉じ、第2開閉弁14bを閉じ、第1分岐部13aと電池用膨張弁21との間を接続するように第1三方弁15aの作動を制御し、補助熱交換器22と第1合流部13bとの間を接続するように第2三方弁15bの作動を制御し、さらに、暖房用膨張弁16を全開とし、冷房用膨張弁19を絞り状態とし、電池用膨張弁21を全開とする。
In the cooling + heating operation mode, the control device closes the first on-off
さらに、制御装置は、冷房運転モードと同様に、圧縮機11、室内空調ユニット30の送風機32、エアミックスドア34の作動を制御するとともに、加熱運転モードと同様に、電池パック50の送風機52を制御する。
Further, the control device controls the operation of the
従って、冷房+加熱運転モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器12へ流入し、冷房運転モードと同様に、室内蒸発器20通過後の室内用送風空気と熱交換して放熱する。室内凝縮器12から流出した冷媒は、加熱運転モードと同様に、電池用膨張弁21を介して補助熱交換器22へ流入し、電池用送風空気と熱交換して放熱する。
Therefore, in the
これにより、電池用送風空気が加熱される。補助熱交換器22から流出した冷媒は、第2三方弁15b、第1合流部13bおよび暖房用膨張弁16を介して室外熱交換器17へ流入する。室外熱交換器17へ流入した冷媒は、送風ファン17aから送風された外気と熱交換して、さらに放熱する。
Thereby, battery air is heated. The refrigerant that has flowed out of the
室外熱交換器17から流出した冷媒は、冷房運転モードと同様に、第2分岐部13cから逆止弁18および第3分岐部13dを介して冷房用膨張弁19へ流入して減圧される。冷房用膨張弁19にて減圧された冷媒は、室内蒸発器20へ流入し、送風機32によって送風された室内用送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内用送風空気が冷却される。以降の作動は冷房運転モードと同様である。
The refrigerant that has flowed out of the
上記の如く、冷房+加熱運転モードでは、室内蒸発器20にて室内用送風空気が冷却されて車室内の冷房を行うことができるとともに、補助熱交換器22にて電池用送風空気が加熱されて二次電池55の加熱を行うことができる。
As described above, in the cooling and heating operation mode, the indoor blowing air is cooled by the
次に、本実施形態の冷凍サイクル装置10の優れた効果を説明する。まず、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、冷媒流路切替手段14a、14b、15a、15b、19、21が冷媒流路を切り替えることによって、室内用送風空気(第1温度調整対象物)および電池用送風空気(第2温度調整対象物)といった複数種類の温度調整対象物の温度調整を行うことができる。
Next, the excellent effect of the
ここで、本実施形態の冷凍サイクル装置10のように冷媒流路を切替可能に構成された冷凍サイクル装置では、冷媒流路を切り替えることによってサイクルの内容積が変化してしまう。従って、図8の白抜きの帯部に示すように、各運転モードの冷媒流路に切り替えることによって、サイクルに所望の冷凍能力を発揮させるためにサイクル内に封入しておく必要のある必要冷媒量も変化する。
Here, in the refrigeration cycle apparatus configured to be able to switch the refrigerant flow path like the
さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、図8から明らかなように、単独運転モード(具体的には、(a)冷房運転モードおよび(d)暖房運転モード)における必要冷媒量に対して、複合運転モード(具体的には、(b)冷房+冷却運転モードおよび(e)暖房+加熱運転モード)、並びに、冷却運転モードおよび加熱運転モードにおける必要冷媒量が大きくなる。
Furthermore, in the
その理由は、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、圧縮機11等のサイクル構成機器が車両前方のボンネット内に配置され、室内空調ユニット30が車室内前方側に配置され、電池パック50が車両後方側に配置されるからである。
The reason for this is that in the
つまり、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、冷媒流路を切り替えた際のサイクルの内容積の変動量として、ボンネット内に配置された冷凍サイクル装置10の構成機器と車両後方側に配置された電池パック50内の補助熱交換器22と接続するための冷媒配管の内容積に相当する大きな容積の変動が生じ得る。
That is, in the
このため、複合運転モードの冷媒流路と単独運転モードの冷媒流路とを切り替えた際の必要冷媒量の変動量が大きくなりやすい。特に、図8に示すように、複合運転モードの冷房+冷却運転モードでは必要冷媒量が最大となり、単独運転モードの暖房運転モードでは必要冷媒量が最小となるので、冷房+冷却運転モードの冷媒流路から単独運転モードの冷媒流路へ切り替えた際に必要冷媒量に対して余剰となる余剰冷媒の量が最も多くなる。 For this reason, the amount of change in the required refrigerant amount tends to increase when the refrigerant channel in the combined operation mode and the refrigerant channel in the single operation mode are switched. In particular, as shown in FIG. 8, the required refrigerant amount is maximized in the cooling / cooling operation mode in the combined operation mode, and the required refrigerant amount is minimized in the heating operation mode in the single operation mode. When switching from the flow path to the refrigerant flow path in the single operation mode, the amount of surplus refrigerant surplus with respect to the required amount of refrigerant is the largest.
これに対して、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、単独運転モードの冷房運転モード時には、圧縮機11にて昇圧されて室外熱交換器17にて冷却された高圧液相冷媒を、流入側配管23のうち下流側分岐部を構成する第3分岐部13dから開閉手段を構成する電池用膨張弁21へ至る範囲(図1の太破線で示す部位)内に蓄えることができる。
In contrast, in the
一方、単独運転モードの暖房運転モード時には、圧縮機11にて昇圧されて室内凝縮器12にて冷却された高圧液相冷媒を、流入側配管23のうち上流側分岐部を構成する第1分岐部13aから開閉手段を構成する電池用膨張弁21へ至る範囲(図4の太破線で示す部位)内に蓄えることができる。
On the other hand, in the heating operation mode of the single operation mode, the high-pressure liquid-phase refrigerant that has been pressurized by the
さらに、電池用膨張弁21が、流入側配管23のうち第1分岐部13aおよび第3分岐部13dよりも補助熱交換器22の入口側に近い位置に配置されているので、第1分岐部13aおよび第3分岐部13dから電池用膨張弁21へ至る流入側配管23内の容積を、高圧液相冷媒を蓄えるために充分に拡大することができる。これにより、アキュムレータ24の大型化を抑制することができる。
Furthermore, since the
より詳細には、図9の斜線ハッチングで示すように、単独運転モード(冷房運転モードあるいは暖房運転モード)時に、分岐部(第1分岐部13aあるいは第3分岐部13d)から電池用膨張弁21へ至る流入側配管23内に高圧液相冷媒を蓄えることができる。従って、冷媒流路を切り替えた際にアキュムレータ24にて吸収しなければならない必要冷媒量の変動量を縮小して、アキュムレータ24の大型化を抑制することができる。延いては、冷凍サイクル装置10全体としての大型化を抑制することができる。
More specifically, as indicated by hatched hatching in FIG. 9, the
さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、複合運転モード時にサイクル内に封入しておく必要のある必要冷媒量の最大値(すなわち、冷房+冷却運転モード時の必要冷媒量)と単独運転モード時にサイクル内に封入しておく必要のある必要冷媒量の最小値(すなわち、暖房運転モード時の必要冷媒量)との差を変動量としたときに、アキュムレータ24内の容積と第1分岐部13aあるいは第3分岐部13dから電池用膨張弁21へ至る配管内の容積との合計値が、変動量分の冷媒が液相状態となっている時の体積よりも大きくなっている。
Further, in the
従って、複合運転モードから単独運転モードへ切り替えた際に発生する余剰冷媒を、アキュムレータ24内および第1分岐部13aあるいは第3分岐部13dから電池用膨張弁21へ至る配管内に確実に蓄えることができる。
Therefore, the surplus refrigerant generated when switching from the combined operation mode to the single operation mode is reliably stored in the
また、本実施形態の冷凍サイクル装置10によれば、冷房+冷却運転モード時に、室内蒸発器20と補助熱交換器22が並列的に接続される冷媒流路が構成される。従って、例えば、冷房+冷却運転モードから冷房運転モードへ運転モードを切り替えた場合でも、室内蒸発器20入口側冷媒の乾き度等が急変してしまうことを抑制できるので、空調フィーリングの悪化を抑制できる。
Further, according to the
また、本実施形態の冷凍サイクル装置10によれば、暖房+加熱運転モード時に、室内凝縮器12と補助熱交換器22が直列的に接続され、冷媒が室内凝縮器12→補助熱交換器22の順に流れる冷媒流路が構成される。
Further, according to the
従って、圧縮機11から吐出された直後の高温冷媒を熱源として室内用送風空気を加熱することができ、圧縮機11から吐出された直後の高温冷媒よりも低い温度の高圧冷媒によって室内用送風空気を加熱することができる。その結果、二次電池55の温度が急激に上昇し過ぎてしまうことを抑制できる。このことは、所定の温度以上となると破損しやすい二次電池55を採用する場合に有効である。
Therefore, the indoor blowing air can be heated by using the high-temperature refrigerant immediately after being discharged from the
また、本実施形態の冷凍サイクル装置10によれば、いずれの温度調整対象物を加熱する場合も、ヒートポンプサイクル(蒸気圧縮式冷凍サイクル)にて加熱するので、温度調整対象物を電気ヒータ等にて加熱する場合に対して、エネルギー効率を向上させることができる。
Moreover, according to the
また、本実施形態の冷凍サイクル装置10によれば、共通する1つの補助熱交換器22にて電池用送風空気を冷却あるいは加熱することができるので、複数の熱交換器を用いて電池用送風空気を冷却あるいは加熱する構成に対して、補助熱交換器22の搭載スペースの縮小化を図ることができる。延いては、冷凍サイクル装置10全体としての小型化および低コスト化を図ることができる。
Further, according to the
(第2実施形態)
第1実施形態では、複数の温度調整対象物の冷却および加熱を実現可能に構成された冷凍サイクル装置10について説明したが、本実施形態では、図10〜図12に示すように、複数の温度調整対象物の冷却を行う冷凍サイクル装置10について説明する。なお、図10〜図12では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the
具体的には、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、第1実施形態の冷凍サイクル装置10に対して、室内凝縮器12、第1、第2分岐部13a、13c、第1、第2開閉弁14a、14b、第1、第2合流部13b、13e、暖房用膨張弁16、逆止弁18が廃止されている。
Specifically, in the
従って、本実施形態の圧縮機11の吐出口側には、室外熱交換器17の冷媒入口側が接続されている。さらに、室外熱交換器17の冷媒出口側には、下流側分岐部を構成する第3分岐部13dの冷媒流入口が接続されている。
Therefore, the refrigerant inlet side of the
第3分岐部13dの一方の冷媒流出口には、下流側減圧手段を構成する全閉機能付きの冷房用膨張弁19を介して、冷却用熱交換器を構成する室内蒸発器20の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器20の冷媒出口側には、第3合流部13fおよびアキュムレータ24を介して、圧縮機11の吸入側が接続されている。
The refrigerant inlet of the
第3分岐部13dの他方の冷媒流出口には、流入側配管23を介して、補助熱交換器22の冷媒入口側が接続されている。流入側配管23には開閉手段としての機能を有する電池用膨張弁21が配置されており、この電池用膨張弁21は、流入側配管23のうち第3分岐部13dよりも補助熱交換器22の入口側に近い位置に配置されている。
The refrigerant inlet side of the
補助熱交換器22の冷媒出口側は、第3合流部13fに接続されている。従って、本実施形態では、冷房用膨張弁19および電池用膨張弁21によって冷媒流路切替手段が構成されている。
The refrigerant outlet side of the
また、本実施形態では、室内凝縮器12を廃止しているので、室内空調ユニット30内にヒータコア121を配置している。このヒータコア121は、作動時に発熱を伴う車載機器(例えば、走行用電動モータ)の冷却水を熱源として、室内用送風空気を加熱するものである。その他の構成は、第1実施形態と同様である。
Moreover, in this embodiment, since the
次に、上記構成における本実施形態の冷凍サイクル装置10の作動を説明する。本実施形態の冷凍サイクル装置10では、冷媒流路切替手段が冷媒流路を切り替えることによって、室内用の冷房および二次電池55の冷却を行うことができる。
Next, the operation of the
(a)冷房運転モード
冷房運転モードは、二次電池55の冷却を行うことなく、車室内の冷房を行う単独運転モードであって、室内蒸発器20(冷却用熱交換器)にて、室内用送風空気(第1温度調整対象物)を冷却する単独冷却モードである。この冷房運転モードでは、制御装置が、冷房用膨張弁19を絞り状態とし、電池用膨張弁21を全閉とする。
(A) Cooling operation mode The cooling operation mode is a single operation mode in which the vehicle interior is cooled without cooling the
これにより、冷房運転モードでは、冷凍サイクル装置10は、図10の太矢印に示すように、圧縮機11→室外熱交換器17→第3分岐部13d→冷房用膨張弁19→室内蒸発器20→アキュムレータ24→圧縮機11の順に冷媒が循環する冷媒流路に切り替えられる。その他の各種制御対象機器の作動は、第1実施形態の冷房運転モードと同様である。
As a result, in the cooling operation mode, the
従って、冷房運転モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が室外熱交換器17へ流入し、送風ファン17aから送風された外気と熱交換して放熱する。室外熱交換器17から流出した冷媒は、第3分岐部13dへ流入する。第3分岐部13dへ流入した冷媒は、電池用膨張弁21が全閉となっているので、一方の冷媒流出口から冷房用膨張弁19側へ流出し、冷房用膨張弁19にて減圧される。
Accordingly, in the
冷房用膨張弁19にて減圧された冷媒は、室内蒸発器20へ流入し、送風機32によって送風された室内用送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内用送風空気が冷却される。室内蒸発器20から流出した冷媒は、第3合流部13fを介して、アキュムレータ24へ流入する。
The refrigerant decompressed by the cooling
アキュムレータ24へ流入した冷媒は気液分離されて、分離された液相冷媒は余剰冷媒としてアキュムレータ24内に蓄えられ、アキュムレータ24から流出した気相冷媒は圧縮機11に吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant flowing into the
上記の如く、冷房運転モードでは、室内蒸発器20にて室内用送風空気が冷却されて車室内の冷房を行うことができる。
As described above, in the cooling operation mode, the indoor blowing air is cooled by the
(b)冷房+冷却運転モード
冷房+冷却運転モードは、車室内の冷房を行うと同時に二次電池55の冷却を行う複合運転モードであって、室内蒸発器20(冷却用熱交換器)にて室内用送風空気(第1温度調整対象物)を冷却するとともに、補助熱交換器22にて電池用送風空気(第2温度調整対象物)を冷却する複合冷却モードである。この冷房運転モードでは、制御装置が、冷房用膨張弁19および電池用膨張弁21を絞り状態とする。
(B) Cooling + cooling operation mode The cooling + cooling operation mode is a combined operation mode in which the vehicle interior is cooled and the
これにより、冷房+冷却運転モードでは、冷凍サイクル装置10は、図11の太矢印に示すように、圧縮機11→室外熱交換器17→第3分岐部13d→冷房用膨張弁19→室内蒸発器20→第3合流部13f→アキュムレータ24→圧縮機11の順に冷媒が循環するとともに、第3分岐部13d→電池用膨張弁21→補助熱交換器22→第3合流部13f→アキュムレータ24の順に流れる冷媒流路に切り替えられる。
As a result, in the cooling + cooling operation mode, the
つまり、冷房+冷却運転モードでは、室内蒸発器20と補助熱交換器22が並列的に接続される冷媒流路が構成される。その他の各種制御対象機器の作動は、第1実施形態の冷房+冷却運転モードと同様である。
That is, in the cooling + cooling operation mode, a refrigerant flow path in which the
従って、冷房+冷却運転モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が、冷房運転モードと同様に、室外熱交換器17を介して第3分岐部13dへ流入する。
Therefore, in the
第3分岐部13dの一方の冷媒流出口から流出した冷媒は、冷房用膨張弁19にて減圧されて室内蒸発器20へ流入する。室内蒸発器20へ流入した冷媒は、送風機32によって送風された室内用送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内用送風空気が冷却される。室内蒸発器20から流出した冷媒は、冷房運転モードと同様にアキュムレータ24へ流入する。
The refrigerant flowing out from one refrigerant outlet of the
また、第3分岐部13dの他方の冷媒流出口から流出した冷媒は、流入側配管23に配置された電池用膨張弁21にて低圧冷媒となるまで減圧され、補助熱交換器22へ流入する。補助熱交換器22へ流入した冷媒は、送風機52によって送風された電池用送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、電池用送風空気が冷却される。
In addition, the refrigerant flowing out from the other refrigerant outlet of the
補助熱交換器22から流出した冷媒は、第3合流部13fおよび第2合流部13eを介して、アキュムレータ24へ流入する。そして、アキュムレータ24にて分離された気相冷媒が圧縮機11に吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant that has flowed out of the
上記の如く、冷房+冷却運転モードでは、室内蒸発器20にて室内用送風空気が冷却されて車室内の冷房を行うことができるとともに、補助熱交換器22にて電池用送風空気が冷却されて二次電池55の冷却を行うことができる。
As described above, in the cooling + cooling operation mode, the indoor blowing air is cooled by the
(c)冷却運転モード
冷却運転モードは、車室内の空調を行うことなく、二次電池55の冷却を行う運転モードである。この運転モードでは、制御装置が、冷房用膨張弁19を全閉とし、電池用膨張弁21を絞り状態とする。
(C) Cooling operation mode The cooling operation mode is an operation mode in which the
これにより、冷却運転モードでは、冷凍サイクル装置10は、図12の太矢印に示すように、圧縮機11→室外熱交換器17→第3分岐部13d→電池用膨張弁21→補助熱交換器22→アキュムレータ24の順に流れる冷媒流路に切り替えられる。その他の各種制御対象機器の作動は、第1実施形態の冷却運転モードと同様である。
As a result, in the cooling operation mode, the
従って、冷却運転モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された高圧冷媒が、冷房運転モードと同様に、室外熱交換器17を介して第3分岐部13dへ流入する。第3分岐部13dへ流入した冷媒は、冷房用膨張弁19が全閉となっているので、他方の冷媒流出口から電池用膨張弁21側へ流出し、電池用膨張弁21にて減圧される。
Therefore, in the
電池用膨張弁21にて減圧された冷媒は、補助熱交換器22へ流入し、送風機52によって送風された電池用送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、電池用送風空気が冷却される。補助熱交換器22から流出した冷媒は、第3合流部13fを介して、アキュムレータ24へ流入する。
The refrigerant decompressed by the
アキュムレータ24へ流入した冷媒は気液分離されて、分離された液相冷媒は余剰冷媒としてアキュムレータ24内に蓄えられ、アキュムレータ24から流出した気相冷媒は圧縮機11に吸入されて再び圧縮される。
The refrigerant flowing into the
上記の如く、冷却運転モードでは、補助熱交換器22にて電池用送風空気が冷却されて二次電池55の冷却を行うことができる。
As described above, in the cooling operation mode, the battery air is cooled by the
以上のように、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、冷媒流路切替手段である冷房用膨張弁19および電池用膨張弁21が冷媒流路を切り替えることによって、室内用送風空気(第1温度調整対象物)および電池用送風空気(第2温度調整対象物)といった複数種類の温度調整対象物の温度調整を行うことができる。
As described above, in the
さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置10においても、第1実施形態と同様の理由で、図13に示すように、複合運転モードの冷媒流路から単独運転モードの冷媒流路へ切り替えた際の余剰冷媒の量が多くなる。
Furthermore, also in the
これに対して、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、単独運転モード時に、図14の斜線ハッチングで示すように、余剰冷媒を第3分岐部13dから電池用膨張弁21へ至る範囲(図10の太破線で示す部位)内に蓄えることができる。従って、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、図13、14は、それぞれ第1実施形態の図8、9に対応する図面である。
On the other hand, in the
(第3実施形態)
第1実施形態では、第2温度調整対象物として、電池パック50の空気通路内を流れる電池用送風空気(気体)を加熱あるいは冷却する例を説明したが、本実施形態では、図15の全体構成図に示すように、第2温度調整対象物として、熱媒体回路50aを流通する熱媒体(液体)を加熱あるいは冷却する例を説明する。
(Third embodiment)
Although 1st Embodiment demonstrated the example which heats or cools the battery blowing air (gas) which flows through the inside of the air path of the
熱媒体回路50aは、二次電池55を温度調整する熱媒体(具体的には、エチレングリコール水溶液)を循環させる回路である。より詳細には、熱媒体回路50aは、熱媒体圧送用の水ポンプ52a、熱媒体と冷媒とを熱交換させる水−冷媒熱交換器22a、二次電池55の内部あるいは外部に形成された熱媒体通路を順次配管にて環状に接続することによって構成されている。
The
水ポンプ52aは、制御装置から出力される制御信号によって、その作動(熱媒体圧送能力)が制御される電動水ポンプである。より具体的には、水ポンプ52aは、第1実施形態で説明した各運転モードにおいて、送風機52と同様に作動が制御される。
The
水−冷媒熱交換器22aは、冷媒通路22bを流通する冷媒と水通路22cを流通する熱媒体とを熱交換させる補助熱交換器である。このような水−冷媒熱交換器22aの具体的構成としては、冷媒通路22bを形成する冷媒配管の外周に水通路22cを形成する配管を巻き付けて熱媒体と冷媒とを熱交換させる構成を採用してもよい。
The water-
また、冷媒通路22bとして冷媒を流通させる蛇行状のチューブあるいは複数本のチューブを採用し、隣り合うチューブ間に水通路22cを形成し、さらに、冷媒と冷却水との間の熱交換を促進するコルゲートフィンやプレートフィンを設ける熱交換器構成等を採用してもよい。
Further, a meandering tube or a plurality of tubes for circulating the refrigerant is adopted as the
さらに、本実施形態の制御装置の入力側には、二次電池55の熱媒体通路へ流入する熱媒体の入口側温度Tinを検出する熱媒体入口側温度センサ、二次電池55の熱媒体通路から流出する熱媒体の熱媒体の出口側温度Toutを検出する熱媒体出口側温度センサが接続されている。
Furthermore, on the input side of the control device of the present embodiment, a heat medium inlet side temperature sensor for detecting the inlet temperature Tin of the heat medium flowing into the heat medium passage of the
そして、二次電池の冷却あるいは加熱を行う際の水ポンプ52aの水圧送能力は、入口側温度Tinと出口側温度Toutとの温度差が予め定めた所定温度差(例えば、5℃)程度となるように制御される。その他の構成および作動は第1実施形態と同様である。
The water pumping capacity of the
従って、本実施形態の冷凍サイクル装置10を作動させると、暖房+加熱運転モードおよび加熱運転モードでは、圧縮機11から吐出された冷媒を水−冷媒熱交換器22aの冷媒通路22bへ流入させて、水通路22cを流通する熱媒体を加熱することができる。これにより二次電池55を加熱することができる。
Therefore, when the
また、冷房+冷却運転モード、冷却運転モード、暖房+冷却運転モードでは、電池用膨張弁21にて減圧された冷媒を水−冷媒熱交換器22aの冷媒通路22bへ流入させて、水通路22cを流通する熱媒体を冷却することができる。これにより二次電池55を冷却することができる。
In the cooling + cooling operation mode, the cooling operation mode, and the heating + cooling operation mode, the refrigerant depressurized by the
さらに、本実施形態のように熱媒体回路50aを採用する構成であっても第1実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態では、第1実施形態の冷凍サイクル装置10において、熱媒体回路50aを採用した例を説明したが、もちろん第2実施形態の冷凍サイクル装置10において、本実施形態と同様に熱媒体回路50aを採用してもよい。
Furthermore, even in the configuration employing the
(第4実施形態)
本実施形態では、図16の全体構成図に示すように、第1実施形態に対して、第1三方弁15aから流出した冷媒にて直接二次電池55を冷却あるいは加熱させている。より詳細には、第1三方弁15aから流出した冷媒を、二次電池55の外周に形成された冷媒通路を通過させて第2三方弁15b側へ流出させる。従って、本実施形態の第2温度調整対象物は二次電池55である。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, as shown in the overall configuration diagram of FIG. 16, the
その他の構成および作動は第1実施形態と同様である。従って、本実施形態の冷凍サイクル装置10を作動させると、暖房+加熱運転モードおよび加熱運転モードでは、圧縮機11から吐出された冷媒にて直接二次電池55を加熱することができる。また、冷房+冷却運転モード、冷却運転モード、暖房+冷却運転モードでは、電池用膨張弁21にて減圧された冷媒にて直接二次電池55を冷却することができる。その結果、本実施形態の構成であっても第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment. Therefore, when the
なお、本実施形態では、第1実施形態の冷凍サイクル装置10において、第1三方弁15aから流出した冷媒にて直接二次電池55を冷却あるいは加熱させる例を説明したが、もちろん第2実施形態の冷凍サイクル装置10において、本実施形態と同様に第3分岐部13dから流出した冷媒にて直接二次電池55を冷却あるいは加熱させるようにしてもよい。
In the present embodiment, the example in which the
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention.
(1)上述の実施形態では、冷凍サイクル装置10を電気自動車に適用した例を説明したが、もちろん内燃機関から車両走行用の駆動力を得る通常の車両や、内燃機関と走行用電動モータの双方から車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に適用してもよい。内燃機関を有する車両に適用する場合には、第2実施形態で説明したヒータコア121として、内燃機関の冷却水を熱源として室内用送風空気を加熱するものを採用してもよい。
(1) In the above-described embodiment, an example in which the
さらに、冷凍サイクル装置10を車両以外に適用してもよい。例えば、第1温度調整対象物を室内へ送風させる送風空気とし、第2温度調整対象物を発電装置の温度調整を行うための熱媒体としてもよい。
Furthermore, you may apply the refrigerating-
(2)上述の実施形態では、第1温度調整対象物として室内用送風空気を加熱あるいは冷却し、第2温度調整対象物として電池用送風空気(気体)、熱媒体(液体)あるいはバッテリ55そのもの(固体)を加熱あるいは冷却した例を説明したが、第1、第2温度対象物はこれらに限定されない。もちろん、第1温度調整対象物が液体あるいは固体であってもよい。
(2) In the above-described embodiment, the indoor blowing air is heated or cooled as the first temperature adjustment object, and the battery blowing air (gas), the heat medium (liquid), or the
例えば、第1、第2温度調整対象物として、バッテリ55とは異なる車載機器の温度調整を行ってもよい。例えば、内燃機関(エンジン冷却水、エンジン吸気)、電動モータ、インバータ、トランスミッション、エンジン触媒等の冷却あるいは加熱を行ってもよい。
For example, the temperature adjustment of an in-vehicle device different from the
さらに、第1、第2温度調整対象物として、同一あるいは異なる空調対象空間に送風される室内用送風空気を採用してもよい。 Furthermore, you may employ | adopt indoor blowing air ventilated to the same or different air-conditioning object space as a 1st, 2nd temperature adjustment object.
例えば、ワンボックスカー等では、車室内の前方側に配置されて前席側へ送風される室内用送風空気の温度調整を行う前席用室内空調ユニット、および車室内の後方側や上方側(天井側)といった前方側以外の位置に配置されて後席側へ送風される室内用送風空気の温度調整を行う後席用室内空調ユニットを備える、いわゆるデュアルエアコンシステムを搭載しているものがある。 For example, in a one-box car or the like, a front-seat indoor air-conditioning unit that adjusts the temperature of indoor blown air that is arranged on the front side of the vehicle interior and blows to the front seat side, and the rear side or upper side of the vehicle interior ( Some have a so-called dual air conditioner system that includes a rear seat indoor air conditioning unit that is arranged at a position other than the front side (such as the ceiling side) and adjusts the temperature of the indoor blown air that is blown to the rear seat side. .
このようなデュアルエアコンシステムにおいて、前席用空調ユニット内に冷却用熱交換器(および加熱用熱交換器)を配置し、後席用空調ユニット内に補助熱交換器を配置する構成とすれば、上述した実施形態と同様に、アキュムレータ24の大型化抑制効果を得ることができる。
In such a dual air conditioning system, a cooling heat exchanger (and a heating heat exchanger) is arranged in the front seat air conditioning unit, and an auxiliary heat exchanger is arranged in the rear seat air conditioning unit. Similarly to the above-described embodiment, the effect of suppressing the increase in the size of the
(3)上述の実施形態では、流入側配管23を開閉する開閉手段として全閉機能付きの電池用膨張弁21を採用した例を説明したが、開閉手段はこれに限定されない。例えば、開閉手段として、第1、第2開閉弁14a、14bと同様の構成の電池用開閉弁を採用してもよい。この場合は、電池用開閉弁と直列的に接続される電池用絞り機構(固定絞りを含む)を流入側配管23に配置してもよい。
(3) In the above-described embodiment, the example in which the
さらに、上述の実施形態では、流入側配管23を開閉する開閉手段が、流入側配管23のうち第1分岐部13aおよび第3分岐部13dよりも補助熱交換器22の入口側に近い位置に配置されていることを説明したが、開閉手段を補助熱交換器22の冷媒入口部に一体的に構成してもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the opening / closing means for opening and closing the
また、上述の実施形態では、下流側減圧手段として全閉機能付きの冷房用膨張弁19を採用した例を説明したが、下流側減圧手段として全閉機能を有していない冷房用絞り機構(固定絞りを含む)を採用してもよい。この場合は、第1、第2開閉弁14a、14bと同様の構成の冷房用開閉弁を、冷房用絞り機構に対して直列的に配置して、冷媒流路切替手段として機能させればよい。
In the above-described embodiment, the example in which the
また、上述の実施形態では、上流側減圧手段として全開機能付きの暖房用膨張弁16を採用した例を説明したが、上流側減圧手段として全開機能を有していない暖房用絞り機構(固定絞りを含む)を採用してもよい。この場合は、暖房用絞り機構を迂回するバイパス通路を設け、このバイパス通路に第1、第2開閉弁14a、14bと同様の構成の暖房用開閉弁を配置して、冷媒流路切替手段として機能させればよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、第1、第2開閉弁14a、14b、第1、第2三方弁15a、15b、および冷房用膨張弁19および電池用膨張弁21によって冷媒回路切替手段を構成した例を説明したが、冷媒回路切替手段はこれに限定されない。電気式の三方弁や複数の開閉弁を組み合わせることによって構成してもよい。
In the above-described embodiment, the first and second on-off
(4)上述の第1実施形態では、冷房+冷却運転モード時に室内蒸発器20と補助熱交換器22が並列的に接続される冷媒流路に切り替えた例を説明したが、冷房+冷却運転モードにおける冷媒流路の構成はこれに限定されない。
(4) In the above-described first embodiment, the example in which the
例えば、圧縮機11→室外熱交換器17→冷房用膨張弁19→室内蒸発器20→電池用膨張弁21→補助熱交換器22→アキュムレータ24→圧縮機11の順に冷媒が循環する冷媒流路に切り替えるようにしてもよい。また、圧縮機11→室外熱交換器17→電池用膨張弁21→補助熱交換器22→冷房用膨張弁19→室内蒸発器20→アキュムレータ24→圧縮機11の順に冷媒が循環する冷媒流路に切り替えるようにしてもよい。つまり、冷房+冷却運転モード時に、室内蒸発器20と補助熱交換器22が直列的に接続される冷媒流路を構成してもよい。
For example, the refrigerant flow path in which the refrigerant circulates in the order of the
また、暖房+加熱運転モード時に室内凝縮器12と補助熱交換器22が直列的に接続される冷媒流路に切り替えた例を説明したが、暖房+加熱運転モードにおける冷媒流路の構成はこれに限定されない。
Moreover, although the example which switched to the refrigerant | coolant flow path in which the
例えば、圧縮機11→第1分岐部13a→室内凝縮器12→第1合流部13b→暖房用膨張弁16→室外熱交換器17→アキュムレータ24→圧縮機11の順に冷媒が循環するとともに、第1分岐部13a→補助熱交換器22→第1合流部13bの順に冷媒が流れる冷媒流路に切り替えるようにしてもよい。つまり、暖房+加熱運転モード時に、室内凝縮器12と補助熱交換器22が並列的に接続される冷媒流路を構成してもよい。
For example, the refrigerant circulates in the order of the
また、暖房+加熱運転モード時に、室内凝縮器12と補助熱交換器22と直列的に接続し、圧縮機11から吐出された冷媒を補助熱交換器22→室内凝縮器12の順に流すようにしてもよい。
In the heating + heating operation mode, the
また、暖房+冷却運転モード時に室外熱交換器17と補助熱交換器22が直列的に接続される冷媒流路に切り替えた例を説明したが、暖房+冷却運転モードにおける冷媒流路の構成はこれに限定されない。
Moreover, although the example which switched to the refrigerant flow path in which the
例えば、圧縮機11→室内凝縮器12→第1分岐部13a→暖房用膨張弁16→室外熱交換器17→第2分岐部13c→第2合流部13e→アキュムレータ24→圧縮機11の順に冷媒が循環するとともに、第1分岐部13a→電池用膨張弁21→補助熱交換器22→第3合流部13f→第2合流部13eの順に冷媒が流れる冷媒流路に切り替えるようにしてもよい。つまり、暖房+冷却運転モード時に、室外熱交換器17と補助熱交換器22が並列的に接続される冷媒流路を構成してもよい。
For example, the refrigerant in the order of the
(5)上述の実施形態でも説明したように、二次電池55は温度分布が生じやすいので、二次電池55の冷却あるいは加熱を行わない単独運転モード(冷房運転モードおよび暖房運転モード)時にも電池パック50の送風機52を作動させてもよい。これにより、電池パック50内の電池用送風空気を循環させて、二次電池55の温度分布を抑制できる。
(5) As described in the above embodiment, since the
(6)上述の実施形態では、電池温度Tbを検出する温度検出手段として、二次電池55本体の温度を検出する温度センサを採用した例を説明したが、温度検出手段はこれに限定されない。例えば、第1実施形態であれば、二次電池55通過直後の電池用送風空気の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、第2実施形態であれば、二次電池55通過直後の熱媒体の温度を検出する温度検出手段を採用してもよい。
(6) In the above-described embodiment, the temperature sensor that detects the temperature of the main body of the
(7)上述の第1実施形態の冷凍サイクル装置10では、室内凝縮器12にて高圧冷媒と送風空気とを熱交換させることによって送風空気を加熱した例を説明したが、送風空気を加熱する構成はこれに限定されない。
(7) In the
例えば、第3実施形態で説明した熱媒体回路50aと同様の構成の熱媒体循環回路を設け、この熱媒体循環回路に圧縮機11から吐出された高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させる水−冷媒熱交換器、および水−冷媒熱交換器にて加熱された熱媒体と送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する熱交換器を配置し、この熱交換器を室内凝縮器12に代えて室内用送風空気を加熱するために用いてもよい。
For example, a heat medium circuit having the same configuration as that of the
つまり、圧縮機11から吐出された高圧冷媒を熱源として、熱媒体を介して間接的に室内用送風空気を加熱するようにしてもよい。さらに、内燃機関を有する車両に適用する場合は、内燃機関の冷却水を熱媒体として、熱媒体循環回路を流通させるようにしてもよい。また、電気自動車においては、バッテリや電気機器を冷却する冷却水を熱媒体として、熱媒体循環回路を流通させるようにしてもよい。
In other words, the indoor blown air may be indirectly heated through the heat medium using the high-pressure refrigerant discharged from the
10 冷凍サイクル装置
11 圧縮機
13a、13d 上流側分岐部、下流側分岐部
14a、14b 第1、第2開閉弁
15a、15b 第1、第2三方弁
17 室外熱交換器
19 冷房用膨張弁(下流側減圧手段)
20 冷却用熱交換器
21 電池用膨張弁(開閉手段)
22 補助熱交換器
23 流入側配管
DESCRIPTION OF
20
22
Claims (10)
冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器(17)と、
前記室外熱交換器(17)から流出した冷媒を減圧させる下流側減圧手段(19)と、
前記下流側減圧手段(19)にて減圧された冷媒と第1温度調整対象物とを熱交換させる冷却用熱交換器(20)と、
冷媒の気液を分離し、分離された気相冷媒を前記圧縮機(11)の吸入側へ流出させるとともに、分離された液相冷媒を蓄えるアキュムレータ(24)と、
前記圧縮機(11)にて昇圧された高圧冷媒の流れを分岐する分岐部(13a、13d)と、
前記分岐部(13a、13d)にて分岐された冷媒と第2温度調整対象物とを熱交換させる補助熱交換器(22)と、
前記分岐部(13a、13d)にて分岐された冷媒を前記補助熱交換器(22)の入口側へ導く流入側配管(23)と、
サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段(14a、14b、15a、15b、19、21)とを備え、
前記冷媒流路切替手段(14a…21)は、前記流入側配管を開閉する開閉手段(21)を含んで構成されており、前記開閉手段(21)が前記流入側配管(23)を閉じることによって前記補助熱交換器(22)への冷媒の流入を禁止して前記第1温度調整対象物の温度調整を行う単独運転モードの冷媒流路と前記開閉手段(21)が前記流入側配管(23)を開くことによって前記補助熱交換器(22)へ冷媒を流入させて前記第1、第2温度調整対象物の双方の温度調整を行う複合運転モードの冷媒流路とを切替可能に構成され、
前記単独運転モードとして、前記冷却用熱交換器(20)にて前記第1温度調整対象物を冷却する単独冷却モードが設けられており、
さらに、前記冷媒流路切替手段(14a…21)は、前記単独冷却モード時に、前記圧縮機(11)→前記室外熱交換器(17)→前記分岐部(13d)→前記下流側減圧手段(19)→前記冷却用熱交換器(20)→前記アキュムレータ(24)の順に冷媒を循環させる冷媒流路に切り替え、
前記開閉手段(21)は、前記流入側配管(23)のうち前記分岐部(13a、13d)よりも前記補助熱交換器(22)の入口側に近い位置に配置されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。 A compressor (11) for compressing and discharging the refrigerant;
An outdoor heat exchanger (17) for exchanging heat between the refrigerant and the outside air;
Downstream pressure reducing means (19) for reducing the pressure of the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger (17);
A cooling heat exchanger (20) for exchanging heat between the refrigerant depressurized by the downstream pressure reducing means (19) and the first temperature adjustment object;
An accumulator (24) for separating the gas-liquid refrigerant, causing the separated gas-phase refrigerant to flow out to the suction side of the compressor (11), and storing the separated liquid-phase refrigerant;
Branch portions (13a, 13d) for branching the flow of the high-pressure refrigerant pressurized by the compressor (11);
An auxiliary heat exchanger (22) for exchanging heat between the refrigerant branched at the branch portions (13a, 13d) and the second temperature adjustment object;
An inflow side pipe (23) for guiding the refrigerant branched at the branch parts (13a, 13d) to the inlet side of the auxiliary heat exchanger (22);
Refrigerant channel switching means (14a, 14b, 15a, 15b, 19, 21) for switching the refrigerant channel of the refrigerant circulating in the cycle,
The refrigerant flow switching means (14a ... 21) includes an opening / closing means (21) for opening and closing the inflow side pipe, and the opening / closing means (21) closes the inflow side pipe (23). The refrigerant flow path in the single operation mode for adjusting the temperature of the first temperature adjustment object by prohibiting the inflow of the refrigerant to the auxiliary heat exchanger (22) and the opening / closing means (21) are connected to the inflow side pipe ( 23) is configured to allow switching of the refrigerant flow path in the combined operation mode in which the refrigerant flows into the auxiliary heat exchanger (22) to adjust the temperature of both the first and second temperature adjustment objects. And
As the single operation mode, a single cooling mode for cooling the first temperature adjustment object in the cooling heat exchanger (20) is provided,
Further, the refrigerant flow switching means (14a... 21) is, in the single cooling mode, the compressor (11) → the outdoor heat exchanger (17) → the branch portion (13d) → the downstream pressure reducing means ( 19) → switching to the refrigerant flow path for circulating the refrigerant in the order of the cooling heat exchanger (20) → the accumulator (24),
The opening / closing means (21) is disposed at a position closer to the inlet side of the auxiliary heat exchanger (22) than the branching portions (13a, 13d) of the inflow side pipe (23). Refrigeration cycle equipment.
前記アキュムレータ(24)内の容積と前記分岐部から前記開閉手段(21)へ至る配管内の容積の合計値が、前記変動量分の冷媒が液相状態となっている時の体積よりも大きくなっていることを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 When the difference between the required refrigerant amount that needs to be enclosed in the cycle during the combined operation mode and the required refrigerant amount that needs to be enclosed in the cycle during the single operation mode is defined as a fluctuation amount,
The total value of the volume in the accumulator (24) and the volume in the pipe extending from the branch portion to the opening / closing means (21) is larger than the volume when the refrigerant corresponding to the fluctuation amount is in a liquid phase state. The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein
前記複合運転モードとして、前記冷却用熱交換器(20)にて前記第1温度調整対象物を冷却するとともに、前記補助熱交換器(22)にて前記第2温度調整対象物を冷却する複合冷却モードが設けられており、
前記冷媒流路切替手段(14a…21)は、前記複合冷却モード時に、前記圧縮機(11)→前記室外熱交換器(17)→前記下流側分岐部(13d)→前記下流側減圧手段(19)→前記冷却用熱交換器(20)→前記アキュムレータ(24)の順に冷媒を循環させるとともに、前記下流側分岐部(13d)→前記補助熱交換器(22)→前記アキュムレータ(24)の順に冷媒を循環させる冷媒流路に切り替えることを特徴とする請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。 As the branch portion, a downstream branch portion (13d) for branching the flow of the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger (17) to the downstream pressure reducing means (19) is provided,
As the combined operation mode, the first temperature adjustment object is cooled by the cooling heat exchanger (20), and the second temperature adjustment object is cooled by the auxiliary heat exchanger (22). Cooling mode is provided,
The refrigerant flow switching means (14a... 21) is, in the combined cooling mode, the compressor (11) → the outdoor heat exchanger (17) → the downstream branch portion (13d) → the downstream pressure reducing means ( 19) → the cooling heat exchanger (20) → the accumulator (24), and the refrigerant is circulated in the order, and the downstream branch (13d) → the auxiliary heat exchanger (22) → the accumulator (24). The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein the refrigeration cycle apparatus is switched to a refrigerant flow path for circulating the refrigerant in order.
前記加熱用熱交換器(12)から流出した冷媒を減圧させて前記室外熱交換器(17)の入口側へ流出させる上流側減圧手段(16)とを備え、
前記単独運転モードとして、前記加熱用熱交換器(12)にて前記第1温度調整対象物を加熱する単独加熱モードが設けられており、
前記冷媒流路切替手段(14a…21)は、前記単独加熱モード時に、前記圧縮機(11)→前記加熱用熱交換器(12)→前記上流側減圧手段(16)→前記室外熱交換器(17)→前記アキュムレータ(24)の順に冷媒を循環させる冷媒流路に切り替えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。 Furthermore, a heat exchanger for heating (12) for exchanging heat between the refrigerant discharged from the compressor (11) and the first temperature adjustment object,
An upstream pressure reducing means (16) for reducing the pressure of the refrigerant flowing out of the heating heat exchanger (12) and flowing it out to the inlet side of the outdoor heat exchanger (17);
As the single operation mode, a single heating mode for heating the first temperature adjustment object in the heat exchanger for heating (12) is provided,
In the single heating mode, the refrigerant flow switching means (14a... 21) is the compressor (11) → the heating heat exchanger (12) → the upstream pressure reducing means (16) → the outdoor heat exchanger. The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the refrigerant cycle is switched to a refrigerant flow path for circulating the refrigerant in the order of (17) to the accumulator (24).
前記複合運転モードとして、前記加熱用熱交換器(12)にて前記第1温度調整対象物を加熱するとともに、前記補助熱交換器(22)にて前記第2温度調整対象物を加熱する複合加熱モードが設けられており、
前記冷媒流路切替手段(14a…21)は、前記複合加熱モード時に、前記圧縮機(11)→前記加熱用熱交換器(12)→前記上流側分岐部(13a)→前記補助熱交換器(22)→前記上流側減圧手段(16)→前記室外熱交換器(17)→前記アキュムレータ(24)の順に冷媒を循環させる冷媒流路に切り替えることを特徴とする請求項4に記載の冷凍サイクル装置。 As the branching portion, an upstream branching portion (13a) for branching the flow of the refrigerant flowing from the heating heat exchanger (12) to the upstream decompression means (16) is provided,
As the combined operation mode, the first temperature adjustment object is heated by the heating heat exchanger (12), and the second temperature adjustment object is heated by the auxiliary heat exchanger (22). A heating mode is provided,
The refrigerant flow switching means (14a... 21) is, in the combined heating mode, the compressor (11) → the heating heat exchanger (12) → the upstream branch (13a) → the auxiliary heat exchanger. 5. The refrigeration according to claim 4, wherein the refrigerant is switched to a refrigerant flow path for circulating the refrigerant in the order of (22) → the upstream pressure reducing means (16) → the outdoor heat exchanger (17) → the accumulator (24). Cycle equipment.
前記冷媒流路切替手段(14a…21)は、前記複合加熱冷却モード時に、前記圧縮機(11)→前記加熱用熱交換器(12)→前記上流側減圧手段(16)→前記室外熱交換器(17)→前記下流側分岐部(13d)→前記補助熱交換器(22)→前記アキュムレータ(24)の順に冷媒を循環させる冷媒流路に切り替えることを特徴とする請求項4または5に記載の冷凍サイクル装置。 As the combined operation mode, the first temperature adjustment object is heated by the heating heat exchanger (12) and the second temperature adjustment object is cooled by the auxiliary heat exchanger (22). Heating / cooling mode is provided,
The refrigerant flow switching means (14a... 21) is, in the combined heating / cooling mode, the compressor (11) → the heating heat exchanger (12) → the upstream pressure reducing means (16) → the outdoor heat exchange. The refrigerant flow path for circulating the refrigerant is switched in the order of the vessel (17) → the downstream branching portion (13d) → the auxiliary heat exchanger (22) → the accumulator (24). The refrigeration cycle apparatus described.
前記第1温度調整対象物は、車室内へ送風される送風空気であり、
前記補助熱交換器(22)は、前記車両に搭載された車載機器(55)の温度調整を行うために用いられることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。 A refrigeration cycle apparatus applied to a vehicle,
The first temperature adjustment object is blown air blown into the vehicle interior,
The refrigeration cycle according to any one of claims 1 to 7, wherein the auxiliary heat exchanger (22) is used to adjust a temperature of an in-vehicle device (55) mounted on the vehicle. apparatus.
前記第1温度調整対象物および前記第2温度調整対象物は、いずれも車室内へ送風される送風空気であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。 A refrigeration cycle apparatus applied to a vehicle,
The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein each of the first temperature adjustment object and the second temperature adjustment object is blown air blown into a vehicle interior. .
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WO (1) | WO2014103234A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6144396B1 (en) * | 2016-09-14 | 2017-06-07 | 伸和コントロールズ株式会社 | Liquid temperature control device and temperature control system |
JP2018036040A (en) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 株式会社デンソー | Refrigeration cycle device |
JP2021138235A (en) * | 2020-03-04 | 2021-09-16 | 株式会社デンソー | Vehicle air-conditioning device |
CN113424000A (en) * | 2019-02-13 | 2021-09-21 | 法雷奥热系统公司 | Thermal management device for an electric or hybrid motor vehicle |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104121722B (en) * | 2014-07-23 | 2016-03-30 | 庹明慧 | A kind of heat pump type air conditioning system of electronic or hybrid electric vehicle |
JP6997567B2 (en) * | 2017-09-19 | 2022-01-17 | サンデン・オートモーティブクライメイトシステム株式会社 | Vehicle air conditioner |
US11964536B2 (en) * | 2018-09-18 | 2024-04-23 | Sanden Corporation | Vehicular heat exchange system and motor unit used in same |
JP2020049975A (en) * | 2018-09-24 | 2020-04-02 | 株式会社デンソー | Refrigeration cycle device |
CN110186222B (en) * | 2019-07-11 | 2024-08-27 | 浙江银轮机械股份有限公司 | Heat pump air conditioning system and vehicle |
JP7563339B2 (en) * | 2021-09-03 | 2024-10-08 | 株式会社デンソー | Vehicle temperature control device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08233377A (en) * | 1995-02-28 | 1996-09-13 | Sanyo Electric Co Ltd | Air conditioner |
JP2004106799A (en) * | 2002-09-20 | 2004-04-08 | Denso Corp | Air conditioner for vehicle |
JP2012207890A (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Denso Corp | Vehicle refrigeration cycle system |
JP2012242000A (en) * | 2011-05-20 | 2012-12-10 | Denso Corp | Refrigeration cycle device |
-
2012
- 2012-12-25 JP JP2012280528A patent/JP6075058B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-12-16 WO PCT/JP2013/007381 patent/WO2014103234A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08233377A (en) * | 1995-02-28 | 1996-09-13 | Sanyo Electric Co Ltd | Air conditioner |
JP2004106799A (en) * | 2002-09-20 | 2004-04-08 | Denso Corp | Air conditioner for vehicle |
JP2012207890A (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Denso Corp | Vehicle refrigeration cycle system |
JP2012242000A (en) * | 2011-05-20 | 2012-12-10 | Denso Corp | Refrigeration cycle device |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018036040A (en) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 株式会社デンソー | Refrigeration cycle device |
JP6144396B1 (en) * | 2016-09-14 | 2017-06-07 | 伸和コントロールズ株式会社 | Liquid temperature control device and temperature control system |
WO2018051745A1 (en) * | 2016-09-14 | 2018-03-22 | 伸和コントロールズ株式会社 | Liquid temperature adjustment apparatus and temperature control system |
JP2018044716A (en) * | 2016-09-14 | 2018-03-22 | 伸和コントロールズ株式会社 | Liquid temperature adjustment device and temperature control system |
CN108076653A (en) * | 2016-09-14 | 2018-05-25 | 伸和控制工业股份有限公司 | Liquid register and temperature control system |
CN108076653B (en) * | 2016-09-14 | 2020-08-04 | 伸和控制工业股份有限公司 | Liquid temperature adjusting device and temperature control system |
CN113424000A (en) * | 2019-02-13 | 2021-09-21 | 法雷奥热系统公司 | Thermal management device for an electric or hybrid motor vehicle |
CN113424000B (en) * | 2019-02-13 | 2023-04-11 | 法雷奥热系统公司 | Thermal management device for an electric or hybrid motor vehicle |
JP2021138235A (en) * | 2020-03-04 | 2021-09-16 | 株式会社デンソー | Vehicle air-conditioning device |
JP7501001B2 (en) | 2020-03-04 | 2024-06-18 | 株式会社デンソー | Vehicle air conditioning system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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JP6075058B2 (en) | 2017-02-08 |
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